Rapport sur le voyage d échange en Tunisie, réalisé dans le cadre du cours BIRE22037 «Projet intégré en ressources en eau et en sol»

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1 Rapport sur le voyage d échange en Tunisie, réalisé dans le cadre du cours BIRE22037 «Projet intégré en ressources en eau et en sol» Titulaires : M. Vanclooster, C. Bielders, M. Javaux Assistant : J. Minet Ce rapport a été rédigé par l ensemble des étudiants inscrits dans le master «Ressources en eau et en sols» et présents lors du voyage d échange en Tunisie : Valentin Couvreur, Charlotte De Braekeleer, Nathalie Dekoninck, Géraldine Delaide, Maxime Dupriez, Pierre Freymann, Nicolas Goffin, Céline Lamarche, Perrine Martin, Lara Mertens, Sophie Pinon, Michael Servais, Nicolas Vanhecke et Gaetan Verriest. Année académique

2 Remerciements Nous tenons ici à remercier plus particulièrement certaines personnes qui ont contribué, de près ou de loin, à ce superbe voyage. Tout d abord, nous voudrions remercier monsieur Vanclooster, papa Marnik, d avoir passé du temps à organiser cette fantastique semaine de découverte, ainsi que de nous avoir accompagné en Tunisie. Merci à lui, et à Julien Minet, pour leur présence plus qu agréable pendant tout ce séjour. Ce voyage aux multiples contrastes n aurait pas été si formidable sans l aide de l ESIER et de messieurs Mahjoud et Fessal que nous remercions chaleureusement pour le temps qu ils nous ont consacrés mais aussi pour l opportunité qu ils nous ont donné de visiter, de découvrir et d en apprendre plus sur leur beau pays qu est la Tunisie. Merci pour les nombreuses discussions très intéressantes partagées avec Mahjoud. L unité GERU dans son ensemble, de nous avoir permis de partir en voyage d étude mais également pour l aide financière octroyée. Tous les responsables des CRDA qui ont été des guides passionnants, ainsi que toutes les autres personnes qui ont pris de leur temps pour nous expliquer leur métier. Les étudiants de l ESIER avec qui nous avons passé d excellents moments, et plus particulièrement à Mehdi, leur délégué. Ahmed, notre formidable chauffeur de bus. Tout le groupe pour la formidable ambiance qui a régné pendant toute cette semaine. A tous ceux qu on aurait oubliés, merci!

3 Table des matières REMERCIEMENTS... 2 TABLE DES MATIÈRES... 3 TABLE DES ILLUSTRATIONS... 5 INTRODUCTION GÉNÉRALITÉS RESSOURCE EN EAU POLITIQUE ET GESTION DE L EAU I. BARRAGE DE BOUHERTMA CONTEXTE PÉRIMÈTRE IRRIGUÉ ET SYSTÈME D IRRIGATION STATION DE POMPAGE II. BARRAGE DE SIDI EL BARRAK III. GESTION DE L EAU À KAIROUAN INTRODUCTION IRRIGATION ET RECHARGEMENT DE NAPPE Technique d épandage des eaux (banquettes, schéma, prix) Recharge de nappe (canal de liaison, schéma, prix) Bassins des Aghlabides BARRAGE ET LACS COLLINAIRES DE KAIROUAN IV. LA CULTURE DU PALMIER DATTIER EN OASIS (VISITES DE CHEBIKA, TAMEGHZA ET TOZEUR) LE PALMIER DATTIER ET SA GESTION IRRIGATION ET GESTION DES RESSOURCES EN EAU GESTION DU PATRIMOINE ET DES RESSOURCES EN SOL V. VISITE DES CULTURES IRRIGUÉES SOUS SERRES DE KÉBILI KÉBILI : SITUATION GÉOGRAPHIQUE ET AGRICOLE SYSTÈME D EXPLOITATION DE LA NAPPE FOSSILE ORGANISATION ET PRODUCTION DE LA SERRICULTURE DE KÉBILI QUALITÉS DE L EAU DE LA NAPPE CONTINENTALE INTERCALAIRE VI. LUTE CONTRE LA DÉSERTIFICATION, OASIS DE SOUK LAHAD, KEBILI VII. VISITE DES AMÉNAGEMENTS CES (JESSOURS ET OUVRAGES DE RECHARGE DE LA NAPPE) CRDA MÉDENINE LOCALISATION CLIMAT LUTTE CONTRE L ÉROSION Ouvrages RECHARGE DE LA NAPPE À L OUED DE KOUTINE Les puits Page 3

4 4.2 Le suivi CONCLUSION VIII. STATION DE DESSALEMENT DE GUÉLLALA INTRODUCTION PRÉTRAITEMENTS Bassin d aération Chloration Décanteurs Filtres à sable Filtres à cartouche Ajout de produits chimiques OSMOSE INVERSE CONCLUSIONS IX. LA CINQUIÈME SAISON S.A. : SERRES CHAUFFÉES PAR GÉOTHERMIE CONCLUSION ANNEXE Page 4

5 Table des illustrations Figure 1 : Répartition des ressources en eau et occupation du sol dans le Maghreb (Cogels, 2008)...8 Figure 2 : Quantités des ressources et prélèvements d'eau en Tunisie (Source : Aquastat, 2005)...9 Figure 3 : Carte des périmètres irrigués de la région de Bouhertma Figure 4 : Situation géographique du barrage Sidi El Barrak (Source : Google Maps) Figure 5 : Barrage de Sidi el Barrak Figure 6 : Tour de prise d'eau Figure 7: Localisation de la ville de Kairouan (Source : ) Figure 8: Système d'irrigation par banquette (à gauche) et coupe transversale d un obstacle (à droite) Figure 9: Rechargement de la nappe via un canal de liaison Figure 10: Coupe transversale du canal de liaison Figure 11: Bassin des Aghlabides (Source: Wikipedia) Figure 12 : Les trois bassins versants de la plaine de Kairouan, Centre Tunisie (Source : Le Goulven, 2009) Figure 13 : Le bassin versant, le barrage et la zone aval dans la plaine de Kairouan (Source : Le Goulven, 2009) Figure 14 : Lâcher d'eau dans l'oued par ouverture du barrage Figure 15 : Schéma de la disposition idéale des palmiers d'une oasis Figure 16 : Gouvernorats tunisiens Figure 17 : Schéma général du système d'exploitation de la nappe fossile dans la zone de culture visitée de Kébili Figure 18 : Photo d'une tabia Figure 19 : Photo de tabias en carreaux Figure 20 : Zone de gestion de la CES (Source : 30 Figure 21 : Organisation des ouvrages de lutte contre l'érosion selon la pente Figure 22 : Puits d'infiltration sur l'oued Figure 23 : De haut en bas et de gauche à droite : bassin d aération, décanteur, filtres à sable et filtres à cartouche Figure 24 : Installation d osmose inverse et schémas d un tube de pression et d une membrane Figure 25: Ruches à bourdons (photo : Michael Servais Figure 26 : Variété coeur de boeuf (photo : Michael Servais) Figure 27 : Aperçu d'une des serres de la société "Cinquième Saison" (Photo : Michael Servais) Figure 28 : Variation moyenne attendue des précipitations en Afrique, sur la période 1980/99 à 2080/99 (Source : GIEC, 2007) Figure 29 : Variation moyenne attendue des températures en Afrique, sur la période 1980/99 à 2080/99 (Source : GIEC, 2007) Page 5

6 Préambule Ce voyage d étude effectué en Tunisie a permis aux étudiants en dernière année de bioingénieur en ressources en eau et en sol d observer les modes de gestion de l eau sous un nouvel angle. En effet, selon une norme de l OMS, un pays qui totalise m³/habitant/an est capable de subvenir aux besoins en eau de sa population. La Belgique bénéficie de m³/habitant/an, elle s inscrit donc dans une gestion de l excès d eau. La Tunisie quant à elle ne bénéficie que d environ 450 m³/habitant/an, elle doit donc gérer le manque d eau. Cette pauvreté en eau façonne non seulement le paysage mais aussi la gestion de l agriculture : la faible production de l agriculture pluviale laisse place à de larges périmètres irrigués par l eau provenant de nappes souterraines. C est donc cette approche très différente qui a été étudiée via de nombreuses visites d ouvrages hydrauliques à travers le pays. De nombreux principes théoriques vus durant la formation ont également pu être observés sur le terrain, ce qui a fait de ce voyage une expérience extrêmement enrichissante. Au fil de ce rapport, le lecteur trouvera d abord une introduction reprenant quelques généralités sur la Tunisie, avec un accent particulier sur ses ressources en eau. Par la suite, la semaine de visite sera reprise sous différents chapitres décrivant les différentes parties du voyage. Une conclusion générale sera tirée en fin de document. Page 6

7 Introduction 1. Généralités Située dans le nord-est de l Afrique en bordure du désert du Sahara, la Tunisie couvre un territoire de km², dont km 2 de lacs et de chotts. Elle est bordée au nord et à l est par la mer Méditerranée (1.250 km de côte), au sud par la Libye et à l ouest par l Algérie. La population totale de la Tunisie est estimée à 9,9 millions d habitants (FAO, 2004), soit une densité moyenne de 61 habitants/km 2. Le pays connaît une urbanisation rapide (plus de 75% d ici 2025), la population rurale ne représentant que 36 % environ de la population totale. L expansion des centres urbains et des zones humides artificielles (barrages) ainsi que la progression de la désertification diminuent la superficie potentiellement cultivable du pays (estimée à 11,36 millions d ha). Par ailleurs, cette diminution est compensée par la présence de nouveaux périmètres irrigués en zones désertiques. La superficie cultivable est estimée aujourd hui à 8,7 millions d ha. Le climat de la Tunisie est essentiellement de type méditerranéen. Malgré tout, lors du voyage un important gradient climatique nord-sud a pu clairement être observé notamment via les changements dans le paysage. En effet, la pluviométrie moyenne varie fortement dans le temps et dans l espace et est estimée en moyenne à 207 mm/an. Dans le nord on compte en moyenne 594 mm/an, 296 mm/an au centre, 156 mm/an au sud et moins de 100 mm/an dans l extrême sud-ouest. Environ 80 % de la pluviométrie se concentrent entre les mois d octobre et mars, laissant place à une saison sèche marquée le reste de l année. 2. Ressource en eau Le nord du pays se caractérise par un réseau hydrographique dense, dont l oued Medjerda constitue le fleuve principal. La région se caractérise par sa richesse en eau par rapport au reste du pays, en effet ses bassins fournissent des apports importants et réguliers, constituant 82 % des ressources en eau de surface du pays. Le nord se distingue aussi par une certaine richesse en eaux souterraines peu profondes, notamment dans les plaines côtières du nord-est. Les bassins du centre et du sud quant à eux fournissent des apports faibles et irréguliers. Des eaux souterraines peu profondes de qualité moyenne sont présentes dans le centre, tandis que le sud se distingue par des nappes peu renouvelables provenant du continental intercalaire et en partie du complexe terminal (Bassin du Sahara septentrional, Figure 1). La nappe du continental intercalaire présente des propriétés géothermiques (eau à 75 C), entre autres utilisées pour chauffer des serres dans la région de Gabès (production de tomates Page 7

8 hors-sol) et dans la région de Kébili (production de tomates à même le sol). Les visites de ces serres seront retracées dans ce rapport. La Figure 1 ci-dessous montre que cette nappe phréatique non renouvelable est présente à 70% en Algérie, 10% en Libye et seulement 20% en Tunisie. Le sud de la Tunisie étant relativement mal alimenté par cette nappe, la région a donc du recourir à des ressources en eau alternatives comme le dessalement d eau saumâtres souterraines. Figure 1 : Répartition des ressources en eau et occupation du sol dans le Maghreb (Cogels, 2008) Page 8

9 La figure ci-dessous (FAO - Aquastat, Rapport sur l eau, 2005) présente les principales données concernant les ressources et les prélèvements d eau : Figure 2 : Quantités des ressources et prélèvements d'eau en Tunisie (Source : Aquastat, 2005) Les barrages cités dans le tableau ci dessus ne prennent en compte que les grands barrages (plus de 15 m de haut). Il existe également nombre de barrages collinaires, lacs collinaires, forages et puits de surface, qui totalisent un volume total de km³ d eau. Ceci équivaut à un taux de mobilisation du total des ressources en eau exploitables du pays (estimé sur une base moyenne à km³/an) de 85 %. Plusieurs de ces ouvrages de retenue d eau ont été visités durant ce séjour, le compte rendu de celles-ci sera détaillé dans ce document. Les eaux souterraines constituent 70 % des prélèvements d eau mais certaines nappes sont sujettes à la surexploitation, notamment dans le centre et le nord-est du pays. Des ouvrages de recharge de nappe ont donc été réalisés afin d exploiter les ressources de manière durable. Cet aspect de la gestion fera l objet d un chapitre de ce rapport. Il a été cité précédemment que certaines ressources d eau alternatives sont utilisées (surtout dans le sud de la Tunisie) notamment par le dessalement des eaux saumâtres souterraines. Ce mode de production d eau est en plein développement, cette technique sera donc exploitée aussi pour dessaler l eau de mer. Actuellement, les stations en présence produisent jusqu à m³ d eau par jour. Le fonctionnement de la station de dessalement de Djerba sera détaillé par la suite. Au niveau de l utilisation de l eau, le tableau montre que sur la totalité des prélèvements d eau, 82 % sont destinés à l irrigation et à l élevage. L eau utilisée pour l irrigation provient essentiellement des nappes souterraines, et cette eau irrigue plus de 61 % de la superficie équipée du pays. Lors du voyage, l occasion s est présentée de pouvoir visiter un périmètre irrigué, un chapitre sera consacré à son descriptif et les informations y afférant. Page 9

10 La problématique de l eau n est pas la seule préoccupation de ce petit pays d Afrique du nord. En effet, la présence du Sahara expose le sud du pays à une progression de la désertification, une lutte contre l ensablement progressif de la région est donc mise en place. La route du voyage passant par les portes du désert, cette problématique a pu être entrevue et sera détaillée dans le rapport de visite. La Figure 1 présentée plus haut montre la présence d oasis dans le sud-ouest, proches de la nappe mais dans une région désertique. Plusieurs de ces oasis de montagnes ont été visitées dans la région de Chebika, Tameghza et Midès, et seront décrites plus loin dans une partie leur étant consacrée. 3. Politique et gestion de l eau La gestion de l eau est dirigée principalement par le Ministère de l Agriculture Et des Ressources Hydrauliques (MAERH), qui comprend plusieurs directions agissant à différents niveaux (gestion des barrages, irrigation et drainage, ). Au niveau régional, ce sont les Commissariats Régionaux au Développement Agricole (CRDA), rattachés au MAERH mais indépendants financièrement, qui s occupent principalement des travaux d aménagement des périmètres publics irrigués. Les visites de ce voyage ont principalement été guidées par des membres des différents CRDA des régions parcourues. Page 10

11 I. Barrage de Bouhertma 1. Contexte Le nord de la Tunisie compte de nombreux barrages. Celui de Bouhertma, situé à 125 km à l ouest de Tunis, a été construit en 1976 et possède une capacité de 117 millions de m³ d eau. Constitué de terre avec un noyau d argile, il est essentiellement destiné à l approvisionnement en eau d un périmètre irrigué. La dominance de la culture de betterave sucrière dans cette zone a pour vocation la réduction du taux de chômage. La pluviométrie de cette région est de l ordre de 400 mm par an. L eau retenue dans le barrage de Bouhertma est qualifiée de «douce» avec une concentration en sels d environ 0,4 g par litre, ce qui est très faible pour la région. Cette eau, acheminée par gravité ne constitue pas l unique source d irrigation du périmètre. En effet, les périodes de sécheresse successives obligent un pompage d eau dans l Oued de la Medjerda, en appoint à celle provenant du barrage. Cette station de pompage, d une capacité de 8 m³/s, comprend également un bassin de décantation de m³ nécessaire au dépôt des boues dont est chargée l eau de l Oued. Néanmoins, la qualité moindre de l eau de l Oued (salinité de 2 g/l) ne permet pas une irrigation directe. Il convient dès lors de mélanger les eaux de bonne qualité (barrage de Bouhertma) avec celles de l oued pour permettre une irrigation suffisante. Le mélange se répartit selon les proportions suivantes : 1/3 en provenance de l oued (~2 g/l) et 2/3 issu du barrage (~0.4 g/l). Une salinité moyenne de 1.3 g/l pour l eau est alors atteinte. Pour les raisons évidentes de qualité de l eau et de consommation en électricité, l eau de l Oued n est utilisée qu en cas de pénurie d eau dans le barrage de Bouhertma. Si les besoins en eau ne sont pas satisfaits malgré les apports de la Medjerda et du barrage de Bouhertma, un apport d eau supplémentaire est possible via le barrage de Melé, situé à l Ouest du périmètre irrigué, le long de la frontière algérienne. Cette eau s écoule par gravité en direction de la station de pompage de la Medjerda et est ensuite redistribuée pour l irrigation. 2. Périmètre irrigué et système d irrigation Le périmètre irrigué de la vallée de la Medjerda est d environ ha répartis en 5 grands secteurs (Figure 3). Les cultures maraîchères sont des tomates, artichauts, pommes de terre,... mais la région développe également la production de fourrage pour les vaches laitières. Page 11

12 Figure 3 : Carte des périmètres irrigués de la région de Bouhertma Le 1 er périmètre irrigué (secteur 0) implémenté en 1972 est celui réservé au gouvernorat de Djendouba. L eau est pompée directement dans la Merdjerda, envoyée vers un bassin en altitude puis déversée par gravité selon les besoins. En 1978, les secteurs irrigués 1 et 2 sont mis en place. Situés en aval du barrage de Bouhertma, ils sont directement alimentés par celui-ci. Une borne d irrigation est placée tous les 10 ha. Le 3 ème périmètre, d une superficie de ha naît en Cette fois, l eau en provenance du barrage de Bouhertma est redirigée dans un bassin d altitude au sud de la zone. De même, l irrigation est gravitaire. La zone étant dédiée à l agriculture intensive, les bornes de pompage sont situées tous les 5 ha. L irrigation se fait essentiellement par gravité. Il existe donc des systèmes de pompages et de mélange des eaux qui se font en «altitude» ce qui permet l irrigation gravitaire. L utilisation de l eau n est pas gratuite et à un coût lié au transport, stockage, pompage, et mélange. Le système pour les agriculteurs est le suivant. Ces derniers sont groupés en association pour chacun des périmètres, des bornes de distributions sont placées de manières très régulières pour savoir la quantité d eau exploitée par chacun des agriculteurs. Le prix de l eau est fixé à 0,13 dinar/m³ (~0,06 en avril 2009) mais peut être adapté en fonction de l abondance d eau ainsi que de la culture. Page 12

13 3. Station de pompage La station de pompage est composée de 8 pompes centrifuges équipée chacune d un moteur électrique de V pour une puissance de kw. Aux abords de la station de pompage se trouve un bassin de décantation afin d accueillir les eaux de l oued. Les pompes sont montées en parallèles dans une calle sèche en dessous du niveau du bassin. Chacune d entre elle à un débit de l/s. Elles sont toutes indépendantes les unes des autres, ce qui permet donc d envoyer l/s si deux pompes fonctionnent et ainsi de suite. La hauteur de refoulement est de l ordre de 80 m (8 bars) pour atteindre le bassin de stockage servant à l irrigation par gravité de 2 secteurs. Avec de telles pressions, toute une série d ouvrages et de spécificités techniques sont nécessaires pour pallier aux différents problèmes (coupure de courant, ). Les pompes sont équipées de clapets anti-retour qui permettent d éviter le retour de l eau sur l axe en rotation. A l extérieur du bâtiment, se trouvent 4 colonnes remplie d eau. En cas de coupures brusque du fonctionnement normal, l eau contenue sera déversée dans les canalisations en fonction des différentes pressions (canalisation colonne). Cela aura pour effet d éviter la formation d une vague de retour issue de l arrêt brusque de la pompe et pouvant provoquer de graves dégâts au système d exploitation. Page 13

14 II. Barrage de Sidi El Barrak Le barrage de Sidi Barrak (point A de la Figure 4) se situe dans le gouvernorat de Béja. Le barrage est situé sur l oued El Zouara qui rejoint la mer en aval de l ouvrage. Il se trouve au Nord-Ouest de la ville de Nefza (point D sur la Figure 4), et au Sud de celle de Béjà. Figure 4 : Situation géographique du barrage Sidi El Barrak (Source : Google Maps) La construction du barrage Sidi El Barrak vise à mobiliser les ressources en eau des bassins du Nord où est concentré la grande majorité des ressources en eau de la Tunisie afin de les dériver ensuite vers le bassin de la Medjerda pour répondre aux besoins en eau des régions du Centre et du Sud. Ceci se traduit concrètement par la construction d un barrage (Figure 5 à droite) afin de mobiliser l eau ainsi que la construction d ouvrages de transfert (Figure 5 à gauche) permettant de pomper l eau du barrage et de la transférer dans le barrage de Sejnane et Joumine. Figure 5 : Barrage de Sidi el Barrak Page 14

15 Le barrage de Sidi Barrak constitue donc un des moteurs du développement important dans la région puisqu il assure une triple fonction : l approvisionnement en eau potable des agglomérations urbaines en aval (Grand Tunis, Cap Bon, Sfax, Sousse), l approvisionnement du lac Ichkeul en aval et donc la participation à son équilibre écologique et finalement l approvisionnement en eau pour l irrigation. Cet ouvrage constitue le deuxième plus grand barrage de Tunisie de par sa capacité de 400 million de m 3. La superficie de son plan d eau est de ha. Les travaux ont débutés en 1994 et le barrage est entré en service en septembre Le coût total s élève à 235 milliards de millimes (~124 millions d euros). La période de retour est de ans afin d assurer une sécurité absolue pour les grandes villes et l infrastructure industrielle en aval. Cette période de retour à pu être calculée grâce à la statistique de Gumbel. La salinité de l eau du barrage est à 0,3 g/l en hiver et de 0,5 g/l en été suite à l évaporation. En aval, l eau du barrage est mélangée à l eau plus salée de la Medjerda pour obtenir un mélange à 1 g/l. Le déversoir en accordéon permet de relâcher m 3 /s. Ce type de structure permet, pour une même largeur totale d évacuateur, d avoir une longueur de crête plus grande qu un déversoir droit. Ceci revient à dire que la surface spécifique est augmentée et permet donc de faire déverser une quantité plus importante d eau pour une même période de temps. Dans la tour de prise d eau (Figure 6), on retrouve deux vannes murales. La principale est commandée hydrauliquement avec un moteur (vérin), dont la profondeur est de 25 m. La deuxième est une vanne de garde manuelle utilisée en cas de problème. Une galerie de vidange de fond (400 m) est également observable. La vanne de dévasage est ouverte au moins de décembre, de janvier, de février, de mars et d avril. Un échantillon permet de mesurer la quantité de vase présente, lorsque cette quantité est inférieure à un certain seuil, la vanne de dévasage est fermée. Le dévasage permet d augmenter la durée de vie de l infrastructure. Figure 6 : Tour de prise d'eau Page 15

16 III. Gestion de l eau à Kairouan 1. Introduction Quatrième ville sainte de l Islam, Kairouan se situe au nord est de la Tunisie, à 150 km de Tunis et à 50 km de Sousse. Célèbre pour ses tapis de laines artisanaux et pour ses pâtisseries, elle fait partie du patrimoine mondial de l UNESCO depuis La ville de Kairouan appartient à une région soumise à un climat de type semi-aride. La pluviométrie annuelle y est fortement irrégulière et varie entre 300 et 400 mm 1. Les précipitations, parfois violentes, alimentent les oueds qui sont ensuite déviés pour permettre l irrigation des cultures. En effet, la population est essentiellement agricole dans cette partie de la Tunisie et les besoins en eau pour l irrigation sont également satisfaits grâce à la présence d une nappe aquifère. Cependant, depuis quelques années, l intensification de l irrigation a provoqué une nette augmentation de la demande en eau, ce qui a conduit à une multiplication des pompages de la part des agriculteurs, provoquant ainsi une surexploitation de la nappe. Afin de résoudre ce problème, plusieurs aménagements ont été construits au niveau des oueds dans le but de faciliter le rechargement de la nappe. Figure 7: Localisation de la ville de Kairouan (Source : ) Au cours de notre visite à Kairouan, nous avons eu l occasion de découvrir deux types d aménagements qui sont présentés ci-dessous. Le premier est utilisé comme technique d irrigation et le deuxième est un aménagement pour réalimenter la nappe. 1 Source : «Renseignements généraux» Page 16

17 2. Irrigation et rechargement de nappe 2.1 Technique d épandage des eaux (banquettes, schéma, prix) Le mot «Oued» vient de l arabe et signifie rivière. Ce type de cours d eau à régime hydrologique très irrégulier tire sa source des rares et fortes précipitations. Les oueds sont utilisés pour l irrigation des parcelles de cultures. Une des techniques couramment utilisée en Tunisie est l épandage des eaux dans des parcelles, délimitées pas des banquettes de terre anti-érosives appelées tabias. Le principe est simple (voir Figure 8). A proximité des parcelles, un obstacle en dur a été construit de façon à dévier une partie du cours de l oued vers les parcelles de cultures. Cet obstacle se compose d un simple mur en brique dont la hauteur correspond à environ la moitié de la hauteur du lit de l oued de sorte qu en cas de crue la moitié de l oued est dévié vers les parcelles. Les banquettes qui délimitent les parcelles sont disposées perpendiculairement mais aussi parallèlement à la pente, de façon à retenir l eau et ainsi favoriser son infiltration dans le sol au niveau de la parcelle de culture. Une fois que l eau a atteint un certain niveau au sein de la parcelle, elle s écoule via une ouverture en pierre vers la parcelle suivante. Obstacle a Oued 50% Parcelle 1 b 50% a b Banquette Parcelle 2 Figure 8: Système d'irrigation par banquette (à gauche) et coupe transversale d un obstacle (à droite) Cette technique est simple et peu coûteuse puisque tous les matériaux nécessaires à sa construction se situent sur place (environ dinar pour 250 ha irrigués). Page 17

18 2.2 Recharge de nappe (canal de liaison, schéma, prix) Il a été précisé au début de cette partie que, dans cette région de la Tunisie, les besoins en eau pour l irrigation étaient satisfaits grâce aux oueds mais également grâce à la présence d une nappe phréatique. Malheureusement, avec la construction de barrages en amont qui réduisent les débits au niveau des oueds et l intensification de l agriculture, cette nappe est depuis quelques années surexploitée. En effet, il a été estimé que son niveau diminuait de 1 m/an. Pour faciliter sa recharge, différents dispositifs ont été mis en place dont l un d eux est illustré à la Figure 9. Le principe est le suivant. Le premier oued (oued 1) est utilisé pour irriguer les parcelles de cultures par la technique d épandage des eaux expliquée précédemment, alors que le second (oued 2) est destiné au rechargement de la nappe. Un barrage munis de plusieurs vannes a été disposé au niveau du premier oued et un canal a été creusé dans le but de relier les deux cours d eau. Dans le cas où l eau apportée par le premier oued dépasse les besoins en eaux pour l irrigation, il est possible de fermer une ou plusieurs vannes, de façon à dévier une partie du premier oued vers le second via un canal de liaison. De cette façon, il est possible de réalimenter la nappe et ainsi éviter de gaspiller cette eau superflue. Le rechargement de la nappe au niveau du second oued est ensuite facilité par la mise en place de «gabions», sorte de filets métalliques remplis de pierres qui ont pour but de freiner l eau et ainsi favoriser son infiltration dans le sol. Ils sont également utilisés pour stabiliser les berges à la sortie des barrages, par exemple. Amont Oued 1 Oued 2 Barrage à vannes Canal de liaison Gabions Aval Figure 9: Rechargement de la nappe via un canal de liaison Page 18

19 Le canal de liaison n est pas un simple canal en terre. Il présente une forme trapézoïdale dans le but de limiter l évaporation et il est bétonné pour éviter l infiltration de l eau. Cette forme a également été choisie comme telle pour des raisons financières. En effet, le canal a été construit en deux étapes : le fond du canal pour commencer, relativement étroit car le débit du canal n est jamais très élevé. Les berges ensuite, inclinées et bétonnées pour collecter un maximum d eau de pluies. Figure 10: Coupe transversale du canal de liaison 2.3 Bassins des Aghlabides Figure 11: Bassin des Aghlabides (Source: Wikipedia) Situés dans la ville de Kairouan, les bassins des Aghlabides ont été construits au 9 e siècle comme réservoirs d eau de la ville. Le plus grand des bassins mesure environ 130 m de diamètre intérieur et possède une capacité d environ m³, alors que le plus petit fait environ 38 m de diamètre et est d une capacité de m³ 2. A l origine, le petit bassin était destiné à recevoir les eaux qui débordaient de l oued Merguellil. Celles-ci décantaient avant de rejoindre le plus grand bassin. Actuellement ces bassins n ont plus qu une utilité esthétique. 2 Source : Page 19

20 3. Barrage et lacs collinaires de Kairouan Pour rappel, la plaine de Kairouan, en Tunisie Centrale, se situe entre trois grandes vallées : Zéroud, Merguellil et Nebhana (Figure 12). Dans cette région semi-aride, la demande en eau pour l irrigation s est de plus en plus fait ressentir. Entre ses reliefs montagneux, de petits barrages ont donc été construits. Ces derniers ont le rôle de retenir l eau dans des lacs collinaires. Les retenues représentent quelques dizaines à plusieurs centaines de milliers de m 3 d'eau recueillis sur des bassins-versants. Figure 12 : Les trois bassins versants de la plaine de Kairouan, Centre Tunisie (Source : Le Goulven, 2009) D un point de vue paysager et social, les lacs s'intègrent de façon naturelle dans le paysage et assurent l approvisionnement en eau des populations rurales permettant ainsi une réelle possibilité de développement. Outre ces avantages, les lacs collinaires régulent et conservent les flux hydriques, améliorent le paysage et l environnement et enfin, protègent les villages et les routes situés en aval. Ils offrent également la possibilité d intégrer de nouvelles activités secondaires telles que le tourisme et la pêche par exemple. L agriculture reste le secteur le plus intéressant pour l économie de la région. Ce secteur emploi environs 30 % de la population active. En effet, Kairouan possède 14 % des périmètres irrigués du pays à des fins de production d olives, d amendes, de piments et de tomates. C est ainsi, qu au total, afin de renforcer les ressources en eaux et leurs usages dans le centre tunisien, 38 lacs collinaires, 2 barrages collinaires et un grand barrage (90 Mm³ de capacité) ont été construits dans le bassin versant de l oued. La plaine de Kairouan compte presque la totalité de la surface irrigable de la région qui représente environs ha ; 61 % de cette surface est alimentée par des puits de surface, 17 % à partir des barrages, 19 % à partir des forages et 3 % par des prises sur Oueds ou lacs. Page 20

21 Lors de notre séjour, nous nous sommes rendus au barrage collinaire et aux lacs collinaires de Kairouan. Ce dispositif, dans son ensemble, permet de gérer au mieux l eau de retenue en vue d irriguer les parcelles agricoles environnantes. Le bassin versant représente km², et la zone de la plaine apparemment sous influence du barrage collinaire s étendrait jusqu à 200 km². Le barrage et la zone avale (plaine de Kairouan) sont représentés à la Figure 13. Figure 13 : Le bassin versant, le barrage et la zone aval dans la plaine de Kairouan (Source : Le Goulven, 2009) Le barrage étant un système de stockage d eau, il est intéressant de déterminer les entrées et les sorties de celui-ci. Le barrage collinaire et ses deux lacs collinaires sont, comme leurs noms l indiquent, des ouvrages hydrauliques situés entre deux collines. Ils permettent donc de récolter les eaux de pluies et ainsi remplir les deux lacs collinaires connectés au barrage. Le barrage collinaire visité est un petit barrage de par sa taille, mais suffisant pour alimenter en eau les zones agricoles de Kairouan. Dans le cas de ce barrage, le déversoir de crue n était pas bétonné contrairement à la plupart des barrages traditionnels. Il existe plusieurs explications à cela. La roche naturelle, adéquate, joue le rôle de béton. D autre part, le fait de ne pas bétonner le déversoir permet une économie d argent mais également de travail. Lors de notre visite, nous avons eu l occasion d assister à un lâcher d eau (Figure 14). L eau permet d alimenter l Oued et d irriguer les parcelles agricoles environnantes. Nous avons été surpris par la moyenne infiltration d eau dans le lit de l Oued. Néanmoins cette infiltration reste minime comparée aux quantités d eau déversées. De plus, l eau infiltrée, n est pas perdue en soi, car elle permet de réalimenter la nappe phréatique. Par manque d informations, le débit n est malheureusement pas connu. Figure 14 : Lâcher d'eau dans l'oued par ouverture du barrage Page 21

22 IV. La culture du palmier dattier en oasis (visites de Chebika, Tameghza et Tozeur) Le secteur palmier dattier joue un rôle très important dans le sud tunisien tant sur le plan socio-économique que sur le plan écologique. Il forme le pilier de l économie des régions du Djéride et du Nefzaoua et occupe une place de choix dans l économie nationale. 1. Le palmier dattier et sa gestion Le palmier dattier est une culture très demandeuse en eau ( m 3 /ha/an, ce qui représente un «débit fictif continu» de 0,75 litre/ha/sec). Son système racinaire fasciculé (atteignant difficilement 120 cm de profondeur) ne lui permettant pas d avoir accès à suffisamment d eau dans les régions arides du sud tunisien, son complément lui est typiquement offert par irrigation gravitaire. Si cette culture a tant de succès malgré ses grands besoins en eau, c est que sa consommation d eau est très efficiente du point de vue des retombées économiques liées au produit (la datte) par rapport à d autres cultures potentielles. En quelques chiffres : - 1 kg de dattes = 1 dinar pour le cultivateur (3 à 5 fois plus sur le marché) - 40 kg de dattes produites/pied/an = 40 dinar/pied/an pieds/ha dans les oasis traditionnels 3 = dinar/ha/an Suite à une épidémie causée par une moisissure chez le dattier, on a introduit diverses variétés moins productives en culture (il existe plus de 200 variétés de palmiers dattiers de par le monde). Actuellement, l espèce Deglet Nour est cultivée en dominance pour ses avantages du point de vue économique et pour l exportation. Dans un objectif d intensification et de diversification des cultures, le système de culture à trois étages a été créé. Il s articule de la manière suivante : - 1 er étage : Culture herbacée (ex : carottes fourragères) - 2 ième étage : Culture arboricole (ex : abricotiers) - 3 ième étage : Palmiers dattiers Rem : L abricotier offre l avantage de ne pas être hôte de la pyrale des dattes (parasite du palmier dattier). 3 Les oasis modernes comptent 100 à 150 pieds/ha + d autres cultures complémentaires. Page 22

23 La distance idéale entre palmiers est d environ 7 m (une distance de 10 m ne permet pas de maintenir le microclimat de l oasis, plus humide et 5 à 8 C en dessous de la température «extérieure»). Palmier dattier supplémentaire afin de diminuer les distances 10 m 7 m Figure 15 : Schéma de la disposition idéale des palmiers d'une oasis 2. Irrigation et gestion des ressources en eau La pluviométrie atteignant à peine 100 mm/an dans la région du Djéride (climat saharien), l irrigation constitue un complément indispensable à la culture du palmier dattier. La quantité et la qualité de l eau d irrigation ne suffisent cependant pas : la disponibilité de l eau aux périodes critiques est un autre besoin des palmiers dattiers. A Chebika, l eau est présente toute l année grâce «aux capteurs d eau dans la nappe sous la montagne». A Tameghza, on pompe dans deux nappes différentes : - Une du complexe terminal ( m) - Une du continental intercalaire ( m) Les quantités d eau extraites sont mesurées par un compteur tandis que le niveau de la nappe supérieure est suivi grâce à des piézomètres. Cette nappe offre un débit pratiquement constant car elle est rechargée par l intermédiaire d un barrage recueillant l eau des bassins versants algériens (une partie de l eau d irrigation est aussi directement issue du barrage). A Tozeur, suite à leur surexploitation, les sources naturelles sont taries depuis les années 80. En conséquence, on pompe l eau de la nappe du complexe intercalaire. Rem : Des tentatives de forage vers une éventuelle nappe alluviale engendreraient des frais élevés, or, les GDA, «Groupes de Développement Agricole» (chargés de la gestion de l eau à l échelle des parcelles), ont l habitude de distribuer l eau gratuitement. C est pourquoi la poursuite du pompage dans la nappe «fossile» (dont les frais sont couverts par l Etat) est préférée. Page 23

24 Afin d amener cette eau aux pieds des palmiers (tout en minimisant les pertes par infiltration), le système d irrigation gravitaire le plus utilisé est celui des «séguias» (rigoles bétonnées) pour la mise en place desquelles le cultivateur reçoit des subventions de l Etat. De plus, des déversoirs en V permettent d assurer le suivi des débits dans les séguias (ce suivi n a cependant pas lieu quotidiennement, faute d effectif dans les GDA). On compte généralement un débit d 1 litre/sec/ha pour alimenter une culture de palmiers dattiers. La surface cultivée découle directement du débit (litre/sec) offert à la source. Lorsque plusieurs cultivateurs se partagent une même source, la répartition se fait via un système appelé «le tour d eau», inventé par le célèbre ingénieur-magistrat Ibn Shabbat. Chaque cultivateur a donc successivement accès à la source pendant un temps défini. 3. Gestion du patrimoine et des ressources en sol Bien qu elle soit dominante, la problématique de l eau n est pas la seule rencontrée par les cultivateurs de palmiers dattiers. A Chebika, le sol vulnérable à l érosion se dépose dans les séguias et provoque leur débordement engendrant autant de pertes d eau pour les parcelles suivantes. Les solutions entreprises se situent à l aval du problème, par le curage des séguias, et à la source du problème, par la stabilisation des sols. A Tozeur, la salinisation frappe les parcelles agricoles. Les solutions entreprises se situent à l aval du problème, par le renouvellement du sol via l apport de sable et de fumier, et à la source du problème, par l adéquation de l irrigation aux besoins de la culture (afin d éviter l affleurement de la nappe). A Tameghza, c est le morcèlement des terres suite aux héritages successifs qui inquiète (on a 100 agriculteurs pour seulement 48 hectares et il arrive que 7 personnes se partagent 1 seul palmier). Page 24

25 V. Visite des cultures irriguées sous serres de Kébili 1. Kébili : situation géographique et agricole Kébili se trouve au sud de la Tunisie (Figure 16). Chef-lieu du gouvernorat du même nom, la ville est adossée à une oasis qui, avec une palmeraie estimée à arbres, est la plus importante de ce gouvernorat. Depuis 1987, en plus de la production de dattes, la région s est tournée vers la culture de légumes destinées à l alimentation de la population. A cette époque et jusqu à la fin des années 90, la Tunisie ne parvenait pas à répondre à l entièreté de la demande alimentaire de la population. Pour répondre à la croissance démographique et à l augmentation de la demande par tête qu accompagne l amélioration du niveau de vie, le secteur agricole a été appelé à accélérer son rythme d exploitation. Alors que les régions du nord ont augmenté les productions de céréales et de légumes pour l alimentation tunisienne, de nombreuses régions du sud telle que Kébili, ont, elles, appuyé l exploitation de denrées à haute valeur ajoutée. L intérêt est de pouvoir produire, pour l exportation, les fruits et légumes de consommation quotidienne durant les 12 mois de l année. Même si le climat est clément dans cette partie de la Tunisie, il ne pourrait fournir les hautes températures nécessaires aux cultures de légumes durant les mois d hiver et d automne. Pour palier à ce problème, les agriculteurs tunisiens ont opté pour la culture en serres chauffées grâce à la géothermie. Figure 16 : Gouvernorats tunisiens 2. Système d exploitation de la nappe fossile On retrouve 3 forrages artésiens dans la zone agricole visitée à Kébili. Ces forrages peuvent atteindre la profondeur de m et plongent dans la nappe continentale intercalaire. L eau dans cette nappe fossile profonde peut être soumise à des pressions supèrieures à 200 bars. Elle jaillit en surface à une pression de 20 bars et une température de 70 C. Les forrages qui Page 25

26 alimentent la zone irriguée de Kébili apporte environ m³ d eau par jour. Le shéma dessiné sur la Figure 17 apporte une vue globale du système d exploitation de la nappe. Chaque jour, environ m³ d eau sont envoyés dans les canalisations qui serpentent dans les 90 serres de la zone de culture. Cette eau entre dans les serres à une température avoisinant les 70 C, elle se refroidit en chauffant l air ambiant et sort à environ 45 C. Là, elle rejoint les m³ qui alimentent chaque jour les refroidisseurs. Cette technique permet de maintenir la température des serres autour de 35 C. Les refroidisseurs sont de grands bâtiments de 10 m de haut (Figure 17). L eau est relachée dans deux grands bassins au sommet du refroidisseur. Une vingtaines de trous de 30 cm de diamètre sont percés dans le fond des bassins et l eau chutte jusqu en bas du refroidisseur. De longs battons provenant des feuilles de palmiers sont placés en étage tout au long de la chutte, ils permettent de séparer la masse d eau en fines goutelettes, ce qui favorise son évaporation et fait descendre sa température. Au pied des refroidisseurs on récupère l eau à une température d environ 35 C. Deux irrigations par jour apportent 200 m³ d eau aux serres. Les m³ restants alimentent les palmerais de l oasis de Kébili. Eau de chauffage Eau d irrigation ~200 m³/j ~2000 m³/j Serres ~45 C ~7000 m³/j ~5000 m³/j Refroidisseur ~6800 m³/j Oasis ~2000 m Nappe Intercalaire Figure 17 : Schéma général du système d'exploitation de la nappe fossile dans la zone de culture visitée de Kébili Page 26

27 3. Organisation et production de la serriculture de Kébili La zone irriguée de Kébili assure une production de T de primeurs par an dont 73 % sont destinés à l exportation. Pour la fertilisation, les agriculteurs apportent de la fumure animale fermentée durant 6 mois en sous-sol. Notons que les engrais chimiques sont également utilisés même si la quantité exacte n est pas connue. Pour la lutte contre les maladies, les cultures sont traités biologiquement (les coccinelles sont par exemple utilisées pour lutter contre les pucerons) et, dans certains cas, des produits chimiques sont utilisés en quantités limitées. 4. Qualités de l eau de la nappe continentale intercalaire L eau provenant de la nappe profonde est chargée en sel de façon relativement importante, sa concentration se situe entre 2,5 et 4 g/l. Néanmoins ce niveau est jugé acceptable pour l irrigation en Tunisie. L eau subit également des analyses nucléaires, il existe en effet des risques de contamination de l eau par les déchets nucléaires provenant des essais français qui se sont déroulés dans le sud de l Algérie en Enfin notons que cette eau très chargée engendre des graves problèmes d alcalisation et toutes les canalisations doivent être changées tous les deux ou trois ans. Page 27

28 VI. Lute contre la désertification, oasis de Souk Lahad, Kebili L oasis Souk Lahad visitée lors du passage à Kébili, se trouve dans la région de Néfzaoua, située au sud-ouest de la Tunisie. Cette région est caractérisée par un climat désertique puisqu elle se situe dans l étage bioclimatique saharien supérieur. Les vents de sable y sont très fréquents et peuvent atteindre 120 jours/an avec une vitesse en général de 3 m/s pendant la période de Mars à Octobre, mais pouvant dépasser les 110 km/h. Le phénomène de l ensablement en milieu désertique ne cesse de s amplifier. En effet, on observe depuis le début du siècle dans le sud tunisien une rapide transformation du paysage naturel qui résulte principalement de l augmentation de la population et de sa sédentarisation. L utilisation passée de cet espace était essentiellement consacrée à l élevage et à une culture épisodique de céréales. Actuellement, en raison de la sédentarisation rapide des populations nomades et à la généralisation de la mécanisation, on observe un abandon progressif de la transhumance et l extension rapide des cultures au détriment des surfaces pastorales. Ceci diminue bien évidemment les zones traditionnelles de pâturage. Les troupeaux, dont l effectif reste toujours important, se trouvent progressivement refoulés sur des surfaces de plus en plus restreintes provoquant ainsi le surpâturage qui entraîne la réduction du couvert végétal et ouvre ainsi la porte aux processus de dégradation. Ceci est d autant plus grave que les sols sont particulièrement sensibles à l érosion éolienne qui décape les horizons sableux superficiels et engendre la formation des dunes. Ces dunes de sable mobiles rencontrées souvent à proximité des oasis, des périmètres agricoles et des villages se sont donc formées par suite de l amenuisement du couvert végétal sous des multiples effets anthropiques. Afin de réduire l ensablement de l oasis, qui engendre d importants dégâts au niveau des cultures de dattes, certaines techniques ont été mises en place. La mise en œuvre de ces techniques a été assurée en partenariat avec le CRDA de Kébili. On observe tout d abord, une fixation physique, pour laquelle la technique utilisée est la confection de «tabia». Ces tabias sont des sortes de palissades créées via la fixation de palmes au sommet d un bourrelet confectionné à cet effet (Figure 18). Les tabias doivent être rectilignes, ne présentant pas de sinuosités et perpendiculaires à la direction du vent dominant. Page 28

29 Généralement, quand la vitesse est assez faible, les palissades sont linéaires et espacées de 40 à 100 m. Mais lorsque la vitesse de déplacement est élevée, les palissades sont disposées sous forme de carreaux de 25 à 40 m, comme l indique la Figure 18. Figure 18 : Photo d'une tabia Ces carreaux permettent la création de tourbillons artificiels qui diminuent l effet de l érosion éolienne. En effet, grâce aux tourbillons, seul les grains de sable de petite taille sont emportés tandis que ceux de plus grosse taille restent au centre du carré constitué par la tabia. Figure 19 : Photo de tabias en carreaux Les opérations de mise en place, d entretien et de rehaussement des palissades installées constituent une lourde tâche. L installation d un kilomètre de cordon demande 260 jours de travail, suivi par 220 jours de travail pour le rehaussement de ce kilomètre lorsque ceci est nécessaire. De plus, ceci doit avoir lieu durant les périodes ventées pour éviter leur ensevelissement rapide sous les sables mobiles. Il y a, dans un deuxième temps, une fixation biologique qui prend place. En général, les travaux de fixation biologique commencent une année après la mise en place du réseau de palissades. Ces plantations s effectuent dans une zone qui leurs sont les plus propices, c est à dire au centre des carreaux de tabia, sur les zones où restent les plus gros grains de sable. Au total, la taille du site visité fait 8 ha de superficie, et les interventions se font au niveau national. Page 29

30 VII. Visite des aménagements CES (Jessours et ouvrages de recharge de la nappe) CRDA Médenine 1. Localisation La zone gérée par la CES 4 dans la région de Médenine au sud-est de la Tunisie comprend ha et est subdivisée en trois parties : - La plaine côtière de Jeffara - La chaîne de montagne de Matmata - Le plateau de Dahar Figure 20 : Zone de gestion de la CES (Source : 4 CRDA : Commissariats Régionaux au Développement Agricole / CES : Conservations des eaux et du sol / IRA : Institut des régions arides. Page 30

31 2. Climat La zone se situe dans un climat aride avec des précipitations ne dépassant pas 200 mm/an. Ce n est pourtant pas majoritairement la quantité de pluie qui est limitant mais le caractère des pluies. En effet il s agit de pluies transitoires de très courte durée et de forte intensité. Les quantités importantes d eau arrivant en une fois sur la terre causent l érosion hydrique ce qui se voit facilement sur les collines. 3. Lutte contre l érosion Dans la zone de gestion, 40 % soit ~ ha de la surface sont atteintes par l érosion hydrique. L érosion, existant depuis toujours, est luttée par les citoyens à l aide, entre autre, des techniques traditionnelles. Depuis 1990, l état intervient en deux phases. La première phase allant de 1990 à 2001 et la deuxième de 2002 à Il s agit de : - lutter contre l érosion, - protéger les ressources naturelles, - recharger les nappes souterraines, - protéger les zones en pente difficile à aménager, - protéger les centres villes. Le CES ne disposant pas des machines tel que camions, bulldozers, connaît donc trois façons d intervenir : - par les privés qui appliquent les méthodes CES chez eux, - des petites chantiers menés par le CES, - les grands travaux délégués à des entreprises. Ces travaux sont groupés en : - aménagement des bassins versants, - aménagement des cours d eau, - entretien des ouvrages. 3.1 Ouvrages Ils existent différents ouvrages pour la lutte contre l érosion. Leur disposition suit un schéma précis qui s adapte au relief. La Figure 21 montre la disposition des différents ouvrages selon la pente (1), du haut de la montagne à l oued: Page 31