Revue des sciences de l’eau
Journal of Water Science
Volume 29, numéro 2, 2016
Sommaire (6 articles)
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Le projet européen NOVIWAM et la gestion intégrée de l’eau
Yoro Sidibé, Jean-Philippe Terreaux, Mabel Tidball, Jean-Marc Berland et Natacha Jacquin
p. 91–94
RésuméFR :
Le projet de recherche européen NOVIWAM (2010-2013), enassociant quatre types de partenaires (recherche, entreprises,gestionnaires, et autres parties prenantes) pour cinq régions oupays (Chypre, Albanie, Région Poitou Charentes, RégionHydrologique du Nord Portugal, Andalousie), a eu pour objectifd’harmoniser la programmation de travaux de recherche surl’eau, et de rendre cohérentes et complémentairesdifférentes approches pour résoudre les problèmesliés à la gestion de la ressource sur les plansquantitatifs et qualitatifs. Nous indiquons ici la démarche miseen place. Nous décrivons aussi très succinctement unexemple d’étude de faisabilité visant àabaisser d’un quart la consommation d’eau pourl’irrigation, tout en maintenant le revenu des agriculteurs etles volumes de biens agricoles produits et tout en s’assurant dela stabilité budgétaire des organismes gestionnaires dela ressource.
EN :
The objective of the European research project NOVIWAM (2010-2013),involving four types of partners (research institutes, businessentities, water managers, and other stakeholders) for five regions orcountries (Cyprus, Albania, Poitou Charentes Region, NorthernHydrological Region in Portugal, Andalusia), was to harmonize researchplanning, and to make consistent and complementary the approaches usedto solve the problems related to the water resource management, fromthe quantitative and the qualitative points of view. We indicate herethe approach we followed, and we give some indications about theresearch priorities. We also succinctly describe an example of afeasibility study undertaken in order to illustrate these issues,aiming at lowering the water consumption (a decrease of 25%) forirrigation, while maintaining the farmers’ income and the volumesof agricultural goods produced; and also while ensuring the stabilityof the water management company’s budget.
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Assessment of vegetation water content in wheat using near and shortwave infrared SPOT-5 Data in an irrigated area
Tarik Benabdelouahab, Riad Balaghi, Rachid Hadria, Hayat Lionboui et Bernard Tychon
p. 97–107
RésuméEN :
In Morocco, water availability is becoming a national priority for the agricultural sector. In this context, the stakeholders try continuously to improve strategies of water irrigation management, on one hand, and to assess vegetation water content status, on the other hand, in order to improve irrigation scheduling and prevent water stress that affects yield adversely. The aim of this study was to evaluate the potential of two spectral indices, calculated from SPOT-5 high resolution visible (HRV) data, to retrieve the vegetation water content values of wheat in an irrigated area. These indices were the normalized difference water index (NDWI) and the moisture stress index (MSI). The values of these indices were compared with corresponding values of in situ-measured vegetation water content in 16 fields of wheat during the 2012-2013 cropping season. Good correlations were found between observed vegetation water content values and NDWI and MSI values during the crop growth period from anthesis to grain filling. These results were validated using the k-fold cross validation method and showed a good stability of the proposed regression models with a slight advantage for the NDWI. Based on these results, the NDWI was chosen to map the spatial variability of vegetation water content of wheat at the east of the Beni-Moussa irrigated perimeter. These results proved that the indices based on near and shortwave infrared band (NIR and SWIR) are able to monitor vegetation water content changes in wheat from anthesis to the grain filling stage. These indices could be used to improve irrigation and crop management of wheat at both the field and regional levels.
FR :
Au Maroc, la disponibilité de l'eau est devenue une priorité nationale pour le secteur agricole. Dans ce contexte, les acteurs et les décideurs essaient en permanence d'améliorer les stratégies de gestion de l'irrigation, d'une part, pour évaluer l’état de l’humidité du couvert végétal et d'autre part, afin d'améliorer la planification de l'irrigation et éviter le stress hydrique qui affecte le rendement. Le but de cet article était d'évaluer le potentiel de deux indices spectraux, calculés à partir des données du proche infrarouge et du moyen infrarouge du capteur à haute résolution visible (HRV) de SPOT-5, pour estimer la teneur en eau du blé dans une zone irriguée. Les valeurs de l'indice normalisé d'eau (NDWI) et de l'indice de stress hydrique (MSI) ont été comparées avec les valeurs correspondantes à la teneur en eau de la végétation mesurée in situ dans 16 parcelles de blé au cours de la campagne agricole 2012-2013. Les indices NDWI et MSI ont montré une bonne concordance en comparaison aux mesures de terrain collectées entre la floraison et le remplissage des grains du blé. Ces résultats ont été validés à l'aide de la méthode de validation croisée k-fold et ils montrent une bonne stabilité des deux modèles proposés avec un léger avantage du NDWI. Sur la base de ces résultats, le NDWI a été choisi pour cartographier la variabilité spatiale de la teneur en eau du blé à l'est du périmètre irrigué de Beni-Moussa. Ces résultats ont prouvé que les indices utilisant la bande spectrale du moyen infrarouge et du proche infrarouge sont capables d’assurer le suivi de la teneur en eau du blé de la floraison au remplissage des grains. Ces indices pourraient être utilisés pour améliorer la gestion de l'irrigation du blé à l’échelle de la parcelle et/ou de la région.
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La conservation des ressources en eau par la mise en oeuvre de paiements pour services environnementaux dans un bassin versant
Abdelmohssin El Mokaddem et Fayçal Benchekroun
p. 109–117
RésuméFR :
Les paiements pour services environnementaux (PSE) sont un outil économique d’incitation de plus en plus utilisé pour la conservation des bassins versants. En se basant sur la notion des services environnementaux, il permet de concilier plusieurs objectifs de conservation au niveau des bassins versants pour une finalité d’amélioration des attributs qui caractérisent les ressources en eau. L’amélioration de la disponibilité de l’eau en surface et en sous-sol, ainsi que l’amélioration de sa qualité par la réduction de l’érosion hydrique et la filtration des nitrates, sont des exemples de services qui permettent de renforcer la conservation des bassins versants et d’améliorer l’efficacité économique des investissements. Au Maroc, la conservation des bassins versants a traversé des étapes importantes vers la mise en place d’une gestion intégrée, toutefois les PSE ne sont pas encore mis en oeuvre. Leur introduction au niveau du pays permettra des apports et sera en même temps contrariée par un certain nombre de limites. L’article présente la notion de services environnementaux et les fondements économiques des PSE, puis apporte un point de vue et des propositions quant à leur mise en oeuvre pour améliorer la conservation des bassins versants dans le contexte spécifique du Maroc.
EN :
Payments for environmental services (PES) are an economic incentive tool increasingly used for watershed conservation. Based on the concept of environmental services, the PES approach allows the combination of several conservation objectives at the watershed scale to improve the attributes of the water resources. Improving the availability of surface water and groundwater recharge, and improving water quality by reducing water erosion and enhancing nitrate filtration, are examples of services that enhance the conservation of watersheds and improve the economic efficiency of investments. In Morocco, watershed conservation has gone through important steps towards the implementation of integrated management, but PES are not yet implemented. Their implementation in the country will be of interest and simultaneously thwarted by a number of limitations. This paper presents the concept of environmental services and the economic foundations of PES, then presents a point of view and proposals for their implementation to improve watershed conservation in the specific context of Morocco.
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Importance de mieux connaître les mécanismes de transport des métaux pour la prédiction de l’accumulation et de la toxicité des métaux dissous chez le phytoplancton : récentes avancées et défis pour le développement du modèle du ligand biotique
Michel Lavoie, Peter G.C. Campbell et Claude Fortin
p. 119–147
RésuméFR :
L’accumulation et la toxicité (aigüe) des métaux dissous chez plusieurs organismes aquatiques peuvent être prédites adéquatement à l’aide du modèle du ligand biotique (MLB), même si quelques exceptions existent. Lors d’expositions chroniques aux métaux, des interactions physiologiques complexes entre les organismes et les métaux essentiels et non essentiels modulent le taux de transport des métaux et leur toxicité. La présente revue de littérature aborde les récentes avancées en chimie de l’environnement, en biologie moléculaire et en physiologie cellulaire touchant aux mécanismes de régulation du transport membranaire des métaux essentiels chez le phytoplancton eucaryote et leurs impacts sur l’accumulation et la toxicité d’un métal habituellement non essentiel, le cadmium. Cette revue évalue finalement la possibilité d’inclure des éléments de physiologie algale dans la présente version du MLB afin d’améliorer le potentiel de ce modèle à prédire l’accumulation et la toxicité des métaux pour des expositions chroniques. Les résultats disponibles dans la littérature suggèrent que l’inclusion des rétroactions négatives et positives des métaux sur les paramètres cinétiques (Vmax : vitesse maximale de transport transmembranaire; KM : affinité des transporteurs pour le métal) des multiples systèmes de transport membranaire des métaux a le potentiel d’améliorer les prédictions de l’accumulation et de la toxicité des métaux à long terme chez le phytoplancton. Le développement d’un MLB capable de prédire adéquatement la toxicité chronique des métaux dans des conditions physicochimiques variables représentatives de celles retrouvées en milieu naturel bénéficiera des avancées récentes et futures en toxicologie, biologie et chimie de l’environnement. Ces connaissances pourraient permettre à long terme d’atteindre l’objectif ambitieux d’un MLB capable de réaliser des prédictions fiables à l’intérieur de milieux naturels complexes de différentes compositions chimiques.
EN :
The accumulation and (acute) toxicity of dissolved metals in many aquatic organisms are normally well predicted with the biotic ligand model (BLM), although some exceptions have been reported. In long-term chronic metal exposures, complex physiological interactions with essential and non-essential metals may modulate metal uptake rates and toxicity. The present literature review discusses recent advances in environmental chemistry, molecular biology, and physiology related to the regulatory mechanisms of membrane transport of essential metals in eukaryotic phytoplankton and to their impacts on the accumulation and toxicity of cadmium, a usually non-essential metal. This literature review finally evaluates the possibility of including elements of algal physiology in the current version of the BLM in order to enhance the potential of this model to predict metal uptake and toxicity in chronic exposures. The available results in the literature suggest that the inclusion of negative and positive feedback interactions of metals on the kinetic parameters (Vmax: maximal uptake rate; KM: metal affinity of the transport sites) of multiple metal transport systems shows promise for better predicting the long-term accumulation and toxicity of metals in phytoplankton. The development of a BLM able to predict the chronic toxicity of metals under various physicochemical conditions representative of those found in the environment will benefit from recent and future advances in toxicology, biology and environmental chemistry. The knowledge gained will aid in achieving the ambitious goal of developing an extended BLM that reliably predicts metal toxicity in complex natural aquatic environments.
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Caractérisation hydrogéologique des aquifères de socle altéré et fissuré du bassin versant de l’Olézoa à Yaoundé, Cameroun
André Firmin Bon, Jules Rémy Ndam Ngoupayou, Guillaume Ewodo Mboudou et Georges Emmanuel Ekodeck
p. 149–166
RésuméFR :
Les eaux souterraines du socle altéré et fissurédu bassin de l’Olézoa, dans le centre-sud du Cameroun,assurent l'alimentation en eau d’une partie importante despopulations environnantes. Cependant, les caractéristiqueshydrogéologiques de ces aquifères de socle restent malconnues. La présente étude constitue une premièreapproche pour caractériser et mieux appréhender lastructure et le fonctionnement de ces aquifères de socle. Elleest fondée sur la description des profils pédologiques,des investigations structurales, le suivi de l’hydrométrieet de la piézométrie. Les résultatspréliminaires montrent que le profil d’altérationest de type polyphasé similaire à ceux des autresformations granito-gneissiques du monde soumises aux cyclesd’altération et d’érosion. On est enprésence d’une altération ancienne (10 à 20m d’épaisseur) issue du démantèlement dessystèmes latéritiques et d’une altérationrécente (2 à 3 m d’épaisseur)développée sur substratum sain. Le profil présenteen outre des microreliefs d’altération dont ladistribution spatiale peut influencer très localement ladynamique des écoulements. Cette dynamique est similaireà ce qui est généralement observé au seindes formations de socle, sous-climat tropical humide. Lescaractéristiques hydrométriques etpiézométriques indiquent que l’aquifèreprésente, par endroits, des zones fortementhétérogènes. La structuration tectonique anciennecontrôle l’orientation du réseau hydrographique.Ainsi, le modelé du paysage, qui est façonné parle réseau hydrographique, est à l’origine desécoulements souterrains d’amont en aval conforme auxgrandes lignes de la topographie. La distribution de cesécoulements montre l’influence possible despropriétés physiques et hydrauliques des terrains enamont du puits sur les systèmes d’écoulementssouterrains. Cette étude contribue à la connaissance dela structure et du fonctionnement hydrodynamique des aquifèresdu socle. Elle montre des liens structurels avec les autresaquifères décrits dans le monde et desspécificités régionales qui influencentl’hydrodynamisme du socle altéré et fissuré.
EN :
The ground water of the altered and fissured basement of the Olezoawatershed in Centre-South Cameroon provides water to its surroundingpopulation. However, the hydrogeological characteristics of thesebasement aquifers have not yet been well studied. The present study isan attempt to better comprehend the structure and functioning of thesebasement aquifers. It mainly focuses on the description of soilprofiles, structural investigations, as well as hydrometric andpiezometric follow-ups. Preliminary results indicate that the soilprofile is of a polyphase type similar to others observed in otherparts of the world, particularly those developed on granito-gneissicformations, exposed to weathering and erosion. This is an ancientweathering system (10-20 m thick) derived from the degradation oflateritic systems and a more recent weathering (2-3 m thick) developedon the fresh rock. In addition, the profile contains alterationmicroreliefs, the spatial distribution of which can locally influenceflow dynamics. These dynamics are similar to those that commonly occurin basement rocks under wet tropical climates. The hydrometric andpiezometric characteristics indicate that the aquifers are quiteheterogeneous in some areas. The old structural tectonics control theorientation of the drainage pattern. As such, the nature of thelandscape designated by the drainage pattern is at the origin of thegroundwater flow from the upstream towards the downstream. Thedistribution of water flows from the upstream to the downstream showsthe possible influence of physical and hydraulic properties of theaquifer up-gradient from the well. This study is a contribution to theunderstanding of structures and the hydrodynamic functioning ofbasement aquifers. It shows a structural relationship with otheraquifers in other parts of world and the regional specificities whichinfluence the hydrodynamics in the weathered and fissured basement.
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Étude de la biodégradation des feuilles d’eucalyptus (Eucalyptus camaldulensis) et de laurier rose (Nerium oleander) dans l’eau de l’Oued Aïn Chkef au Maroc
Khalid Bouraada et Mariam Essafi
p. 169–176
RésuméFR :
Cet article traite de l’aspect global et des effets positifs etnégatifs du phénomène de la décompositiondes feuilles, qui représente l’une des principalescaractéristiques du fonctionnement hétérotrophedes milieux aquatiques. L’objectif de cette étudeétait d’évaluer la relation entre les coursd’eau et les milieux terrestres adjacents, puisque c’est auniveau des interfaces terre/eau que se résument les grandesétapes du fonctionnement d’un écosystème.Nous avons utilisé la technique des sacs à mailles, avecdes sachets de 0,5 cm d’ouverture de mailles permettant ainsi unaccès plus facile à la majeure partie desinvertébrés aquatiques qui interviennent dans ladégradation des feuilles dans l’eau. Les sachetsétaient introduits dans l’eau avec deux ou trois pierrespermettant de les lester au fond. Au niveau de la dégradationdes feuilles, nous avons constaté que les feuilles de laurierrose se décomposent et perdent leurs poids plus rapidement quecelles d’eucalyptus, une perte d’ailleurs trèsrapide puisqu’elle atteint la valeur de 70 % du poidsinitial en 30 jours seulement. Cette perte du poids initial pourraitêtre liée au phénomène de lessivage desfeuilles, lui-même dépendant de la texture et de lastructure des feuilles et de l’action desinvertébrés, particulièrement celle des mollusques(dilacérateurs) et des diptères (filtreurs) quicontribuent pour une part très importante dans ladégradation des feuilles. Cette période est assez rapidepour les feuilles de laurier rose (15 jours), alors qu’elle estrelativement longue pour celles d’eucalyptus (30 jours) dont lacolonisation par les invertébrés, aussi bien en nombrequ’en biomasse, demeure plus faible par rapport à celledes feuilles de laurier.
EN :
This work deals with the overall process and the positive and negativeeffects of the breakdown of leaves, which is a major feature of thefunctioning of heterotrophic aquatic systems. The aim of the study wasto evaluate the relationship between the stream and the adjacentterrestrial ecosystem, since is at the land/water interface thatimportant features of ecosystem functioning can be found. We have usedthe technique of mesh bags with 0.5 cm openings that allow for easyaccess by a large proportion of the aquatic invertebrates thatcontribute to the degradation of leaves in water. We have alsointroduced two or three stones in order to anchor the mesh bags on thestreambed. Regarding the degradation of the leaves, we found that theoleander leaves decompose and lose their weight faster than theeucalyptus leaves, this loss being very rapid, reaching a value of 70%of the initial weight after 30 days. The initial weight loss could berelated to leaf leaching, which depends on the texture and structure ofthe leaves and the action of invertebrates, especially of molluscs(macerators) and Diptera (filterers) that contribute in large measureto the degradation of the leaves. This period of weight loss is quiteshort for oleander leaves (15 days), while it is relatively long forthose of eucalyptus (30 days), the colonization of which byinvertebrates, both in number and biomass, remains lower than that ofoleander bay leaves.