Exploring regional irrigation water demand using typologies of farms and production units: an example from Tunisia

La plupart des méthodes utilisées pour prédire la consommation d'eau d'irrigation à l'échelle régionale sont fondées sur des modèles biophysiques et les assolements. Leur objectif est de fournir des estimations précises de la "demande d'eau" qui sont utiles pour la gestion des ressources en eau. Toutefois, dans le cas du libre accès à la ressource en eau, par exemple le pompage dans une nappe phréatique, il est seulement possible d'éviter la surexploitation au travers d'une "gestion" de la demande de l'eau basée sur les choix des agriculteurs et leurs comportement. Dans ce papier, nous proposons un cadre d'analyse pour représenter les activités agricoles en utilisant des typologies des exploitations agricoles et des unités de production agrégées à l'échelle régionale. Ce cadre peut être utilisé pour estimer la consommation d'eau d'irrigation et d'autres intrants, ainsi que la production agricole. Ce cadre peut également être utilisé pour évaluer les effets d'une technique, d'une mesure économique ou de changements institutionnels sur le revenu agricole, et de prévoir les conséquences de ces changements à l'échelle régionale. Nous avons utilisé cette méthode en Tunisie centrale pour estimer la demande en eau d'irrigation en 1999. Nous avons ensuite simulé les changements qui se produiraient si l'irrigation au goutte à goutte a été adoptée. Les résultats de la simulation a montré des économies d'eau et de main-d'½uvre, et une augmentation des rendements, avec une fertigation. Ainsi, l'utilisation de l'irrigation au goutte à goutte peut permettre aux agriculteurs d'étendre leurs superficies irriguées en goutte à goutte. Nous avons ensuite simulé l'adoption généralisée de l'irrigation au goutte à goutte et l'extension des zones irriguées: les résultats n'ont pas montré de baisse de besoins en eau à l'échelle régionale. Ces hypothèses ont été confirmées en 2005 en utilisant de nouvelles typologies pour évaluer la nouvelle demande en eau d'irrigation. Nous avons également simulé les effets de changements économiques sur les revenus agricoles. Une augmentation importante du coût de l'eau a touché une minorité d'exploitations, qui a consommé seulement 17% du total de l'eau d'irrigation, tandis qu'une légère diminution des prix de la pastèque et melon a touché une majorité des exploitations agricoles, qui a consommé 78% du total de l'eau d'irrigation. Les outils de gestion de la demande en eau des doivent donc se concentrer sur les effets d'une technique, des mesures économiques, ou de changements institutionnels et sur les choix des agriculteurs.GESTION DE L'EAU;MODELISATION;EAU D'IRRIGATION;AGRICULTEUR;IRRIGATION GOUTTE A GOUTTE;DEMANDE EN EAU;REGIONAL WATER DEMAND;FARMERS' CHOICES;FARMING SYSTEM;MODELING

Gestion intégrée de l'eau au sein d'un bassin versant

Dans la vallée du Merguellil, le barrage d'el Haouareb sépare le haut-bassin, très varié dans sa géologie, sa morphologie et son hydrologie, de la vaste plaine alluviale, plus homogène, élément de la plaine de Kairouan. Le barrage construit en 1989 bloque tous les écoulements vers l'aval et provoque involontairement l'infiltration des eaux de surface vers un karst puissant, lui-même en contact avec plusieurs aquifères. Les interactions entre les diverses composantes hydrologiques régionales sont nombreuses et encore insuffisamment quantifiées. Nous donnons ici l'état des connaissances actuelles et les prochaines recherches à entreprendre. Comme attendu en milieu méditerranéen semi-aride, les apports au barrage sont très variables dans le temps. A plus de 60 %, ils disparaissent dans le karst. La recharge des aquifères, qui s'effectuait autrefois lors des crues les plus fortes du Merguellil, connaît donc un nouveau régime. Les années les plus humides induisent toujours une remontée des piézométries des nappes adjacentes (Aïn el Beidha à l'amont, alluvions de la plaine de Kairouan à l'aval). Cependant, le trait régional majeur est la surexploitation de la nappe alluviale par des forages de plus en plus nombreux répondant à une forte extension de l'irrigation. La baisse de cette nappe dépasse 1 m/an par endroits et rien ne peut présumer une diminution de cette chute dans les prochaines années. (Résumé d'auteur

Usages agricoles de l'eau et valorisation dans la plaine de Kairouan, Tunisie centrale

International audienceLe bassin du Merguellil en Tunisie centrale a été retenu par le gouvernement comme zone pilote pour une étude de gestion intégrée de l'eau en milieu semi-aride. Le programme MERGUSIE (MErguellil : Ressources, Gestion et USages Intégrés de l'Eau) a été conçu pour réalisé cette étude. Ce programme de recherche-développement répond d'une part à un souci stratégique de traiter le problème de l'eau par une action simultanée sur l'offre et la demande, et d'autre part d'analyser en profondeur un bassin opposant une partie amont où se constituent les ressources en eau et avec peu d'usages hors des forages pour l'eau potable, à une plaine aval, à l'ouest de Kairouan, fortement agricole et pratiquant des productions irriguées à partir d'une nappe dont le niveau baisse d'année en année. Le lien entre ces deux zones se fait par le barrage d'El Haouareb, dont la retenue recharge la nappe à l'aval. Une première phase, de 1998 à 2001, a permis d'acquérir des connaissances sur la zone d'étude. La thèse de S. Feuillette (2001) a notamment montré la dynamique de multiplication des puits et d'extension des surfaces irriguées dans la plaine de Kairouan. Durant la seconde phase du programme, une typologie des exploitations agricoles dans le bassin amont a été réalisée (Albouchi, 2006) et les divers modes de conduite des cultures de pastèque et de piment dans la plaine aval ont été analysés (Champion, 2003) : il a été montré que l'irrigation ne concerne actuellement qu'une très faible minorité d'exploitations à l'amont du barrage, alors qu'on observe à l'aval une généralisation du goutte à goutte sur les cultures maraîchères et l'arboriculture. Nous avons donc choisi de mesurer l'impact de la généralisation de cette technique d'irrigation économe en eau sur l'évolution de la demande agricole en eau et sa valorisation. Pour réaliser cette évaluation nous avons mis en oeuvre les méthodes proposées par Le Grusse et al. (2006) qui se fondent sur l'agrégation des activités des exploitations agricoles à l'échelle régionale en utilisant une typologie des exploitations et de leurs activités de production. Nous avons proposé au CRDA de Kairouan d'actualiser la typologie réalisée par Feuillette (2001) pour (i) vérifier les hypothèses d'évolution proposées à cette époque, (ii) évaluer la nouvelle demande agricole en eau et sa valorisation à l'aval du barrage, et (iii) réfléchir aux possibles évolutions futures

Evolution de la ressource en eau dans la vallée du Merguellil (Tunisie centrale)

International audienceLa plaine de Kairouan (Tunisie centrale) se trouve au débouché des trois grandes vallées du Zéroud, du Merguellil et du Nebhana. Dans ce contexte semi-aride (pluies moyennes entre 200 et 400 mm.an−1), l'intensification de l'irrigation au cours des dernières décennies a suscité une forte croissance de la demande en eau. En même temps, différents aménagements affectent l'ensemble du fonctionnement hydrologique : multiples ouvrages de conservation des eaux et des sols, petits et moyens, d'une part, grands barrages de protection contre les crues sur les trois oueds majeurs d'autre part. La distribution de l'eau B la surface du bassin-versant et dans le sous-sol a donc considérablement évolué et change encore. Dans la plaine du Merguellil, à l'aval du barrage el Haouareb, la nappe alluviale quaternaire est devenue la seule ressource en eau disponible. Elle est actuellement exploitée sans réel contrôle, ce qui conduit à une baisse sensible de son niveau (de 0,25 à 1 m par an). Elle n'est plus alimentée comme en régime naturel par les crues de l'oued, désormais entièrement bloquées par le barrage. Elle ne reçoit plus que les apports des nappes latérales et le flux souterrain passant sous le barrage. L'avenir du développement agricole régional dépend de manière évidente de la maîtrise de la ressource souterraine et donc de sa bonne connaissance. Malgré de multiples mesures de terrain et études entreprises depuis plusieurs décennies, il reste encore de nombreuses incertitudes qui rendent le bilan actuel de la nappe très incertain, à la fois sur les flux entrants et sortants. La surexploitation est nette et générale et aucune solution alternative simple n'apparaît. Le risque d'augmentation à long terme de la minéralisation existe mais ce problème est moins grave et moins immédiat que la baisse piézométrique

DATA ASSIMILATION BASED NUMERICAL SIMULATIONS TO ASSIST REAL-TIME SMOKE CONTROL MANAGEMENT IN LARGE SPACES

Abstract The work presented in this paper illustrates the concept of numerical simulations for real-time 'Numerical Fire Forecast' (NFF), applied to smoke control management in large spaces. The numerical calculations performed within the Inverse Zone Modelling framework are based on a series of full scale experiments conducted using the Japanese Building Research Institute (BRI) fire test facility. The experimental set-up consists of a large space of 720m 2 floor area and 26.3m ceiling height, equipped with shafts and fans to study different smoke control options. The measurements include the smoke layer interface (from thermocouples, photometers and visual observation), the smoke layer temperature at different heights (using thermocouples) and the mass flows of air and hot smoke through mechanical and natural vents. In the case of natural filling (i.e. no mechanical or natural venting), the assimilation of smoke layer height data within a 30 s window results in more than 4 minutes lead time of the forecast, with a good level of confidence. Predictions are given in terms of smoke layer height and upper layer temperature. The steady-state value of the methanol fire (Q c = 1300 kW) has been estimated after 30 s with less than 10% error. Widening the assimilation window does not improve the forecast. When mechanical ventilation is activated after the assimilation process with a sufficiently high exhaust rate, the forecast shows with a relatively substantial positive lead time, safe levels of smoke interface height. Introduction Fire Safety Engineering is a multi-disciplinary science, which aims at designing fire-safe buildings with appropriate solutions to preserve property and, most importantly, human life. Therefore, before the construction (or the renovation) of a building, architects, fire engineers and regulators need to consider a given set of fire scenarios in order to examine different options and choose the most appropriate one(s). For this purpose, a large amount of tools have been developed across the years in order to provide an answer to various questions that arise when studying the complex phenomenon of a fire. These questions are often related to the integrity of the building (fire resistance of the structure), fire and smoke spread, and evacuation. The tools used range from simple engineering hand-calculations to the more sophisticated computational fluid and solid mechanics. Many fire simulation tools have been developed to provide guidance in a priori studies. The level of complexity already reached in these tools and the required computational resources render their use for real time predictions impossible. Subsequently, fire fighters have to rely on their intuition and experience as to the decisions and actions to take in real fire situations. It is in this context that the concept of sensor assisted fire fighting has emerge

Numerical simulation of strongly nonlinear and dispersive waves using a Green-Naghdi model

We investigate here the ability of a Green-Naghdi model to reproduce strongly nonlinear and dispersive wave propagation. We test in particular the behavior of the new hybrid finite-volume and finite-difference splitting approach recently developed by the authors and collaborators on the challenging benchmark of waves propagating over a submerged bar. Such a configuration requires a model with very good dispersive properties, because of the high-order harmonics generated by topography-induced nonlinear interactions. We thus depart from the aforementioned work and choose to use a new Green-Naghdi system with improved frequency dispersion characteristics. The absence of dry areas also allows us to improve the treatment of the hyperbolic part of the equations. This leads to very satisfying results for the demanding benchmarks under consideration

The nucleolar protein nucleophosmin is physiologically secreted by endothelial cells in response to stress exerting proangiogenic activity both in vitro and in vivo

Nucleophosmin (NPM), a nucleolar multifunctional phosphoprotein, acts as a stress sensor in different cell types. NPM can be actively secreted by inflammatory cells, however its biology on endothelium remains unexplored. In this study, we show for the first time that NPM is secreted by human vein endothelial cells (HUVEC) in the early response to serum deprivation and that NPM acts as a pro-inflammatory and angiogenic molecule both in vitro and in vivo. Accordingly, 24 h of serum starvation condition induced NPM relocalization from the nucleus to cytoplasm. Interestingly, NPM was increasingly excreted in HUVEC-derived conditioned media in a time dependent fashion upon stress conditions up to 24 h. The secretion of NPM was unrelated to cell necrosis within 24 h. The treatment with exogenous and recombinant NPM (rNPM) enhanced migration as well as the Intercellular Adhesion Molecule 1 (ICAM-1) but not Vascular cell adhesion protein 1 (VCAM-1) expression and it did not affect cell proliferation. Notably, in vitro tube formation by Matrigel assay was significantly increased in HUVEC treated with rNPM compared to controls. This result was confirmed by the in vivo injection of Matrigel plug assay upon stimulation with rNPM, displaying significant enhanced number of functional capillaries in the plugs. The stimulation with rNPM in HUVEC was also associated to the increased expression of master genes regulating angiogenesis and migration, including Vascular Endothelial Growth Factor-A (VEGF-A), Hepatocyte Growth Factor (HGF), Stromal derived factor-1 (SDF-1), Fibroblast growth factor-2 (FGF-2), Platelet Derived Growth Factor-B (PDGF-B), and Matrix metallopeptidase 9 (MMP9). Our study demonstrates for the first time that NPM is physiologically secreted by somatic cells under stress condition and in the absence of cell necrosis. The analysis of the biological effects induced by NPM mainly related to a pro-angiogenic and inflammatory activity might suggest an important autocrine/paracrine role for NPM in the regulation of both phenomena