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sur le développement des zones arides et semi-arides

Titre : Impacts de la pollution diffuse en milieu agricole sur la qualité des eaux de surface à l’échelle du bassin versant de l’oued Joumine : Application de différentes approches de modélisation

Auteur : Boukari, Amira

Université de soutenance : Université de Liège

Grade : Docteur en Sciences 2019

Résumé
La gestion des ressources aquatiques, principalement dans les régions où elles sont rares et où la capacité d’adaptation est limitée, constitue une des préoccupations majeures de nos sociétés aujourd’hui. Il existe un besoin de plus en plus accru d’améliorer les réseaux de surveillance existants et de mettre en place des outils prévisionnels de l’évolution potentielle de la qualité de l’eau, afin de garantir une utilisation durable de cette ressource. Une attention particulière est accordée à la pollution diffuse d’origine agricole, qui est considérée comme une des principales sources de dégradation de la qualité des eaux de surface. Dans ce travail, le site étudié est le bassin de l’oued Joumine (418 km2), un bassin versant rural agricole situé au nord de la Tunisie. Dans le but d’étudier la variabilité spatio-temporelle de la qualité de l’eau et de quantifier la relation " pression-impact ", nous avons utilisé des approches de modélisation physiquement basées, fonctionnant à l’échelle du bassin versant, et impliquant l’utilisation du modèle agro-hydrologique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) et du modèle de la physico-chimie de la qualité des eaux des rivières PEGASE (Planification Et Gestin de l’ASsainissement des Eaux). Nous avons également étudié l’utilité et la faisabilité du couplage des deux modèles sélectionnés afin d’évaluer la contribution de ce couplage à l’amélioration de la capacité prédictive des modèles. L’étude a mis en évidence l’impact de l’agriculture sur le transfert des nitrates et la vulnérabilité de l’eau de Joumine à la contamination par des molécules pesticides, comme la simazine et l’époxiconazole. Elle a illustré le comportement saisonnier du bassin et a permis d’identifier les zones clés de transfert des nutriments et des résidus de pesticides. Les profils de concentrations simulées des éléments étudiés ont montré que le climat et les pratiques agricoles sont les facteurs qui contrôlent le plus le devenir des polluants agricoles dans l’environnement. Les résultats ont aussi illustré la contribution de différentes sources de pollution telles que l’activité d’élevage et les rejets urbains. Ils ont également montré que le modèle PEGASE, initialement conçu pour les régions tempérées, pouvait être utilisé dans un contexte semi-aride. Certains écarts entre les concentrations simulées et mesurées ont été réduits en réalisant le couplage journalier avec le modèle SWAT. Ce couplage des deux modèles, testé dans la simulation du transfert des nitrates, a permis d’identifier les besoins pour le développement d’une interface intégrée dans PEGASE permettant l’échange d’informations avec SWAT. Ces résultats démontrent que l’approche adoptée dans l’analyse du comportement de l’hydrosystème étudié peut aider dans l’élaboration d’un plan de gestion approprié de la qualité des eaux de surface. Il serait intéressant de réaliser une analyse des incertitudes et une optimisation de l’étape de validation, ce qui permettrait d’améliorer la qualité des résultats produits. Ceci soulève la nécessité d’améliorer la base de données existante en augmentant la fréquence des mesures dans les périodes favorables au transfert. L’étude de scénarios prospectifs sur les changements prévus du climat et de l’occupation du sol, ainsi que l’extension de la méthode de couplage à d’autres variables de la qualité de l’eau seront intéressantes comme suite de ce travail.

Mots clés : Qualité de l’eau ; Pollution diffuse ; bassin agricole ; Modélisation ; PEGASE ; SWAT ; couplage de modèles ; flux de nitrate ; transfert de pesticides

Présentation (ORBI)