Gestion des ressources en eau — Cours SVT Bac Agro

Dans le programme du Bac Agro

Coefficient 5 en Bac Sciences Agronomiques, à égalité avec la Physique-Chimie et les Sciences des Plantes et des Animaux. L'unité « eau et production agricole » est propre au programme Agro : elle relie la SVT aux pratiques d'irrigation et d'élevage que l'épreuve de SPA met en œuvre.

À l'épreuve

Exploitation de documents : bilan hydrique d'un bassin, évolution des ressources par habitant, tableaux d'efficience des modes d'irrigation, calcul du besoin en eau d'une culture et du volume à apporter. On demande de proposer des mesures d'économie d'eau justifiées.

Objectifs d'apprentissage

Décrire le cycle de l'eau et distinguer eaux de surface et eaux souterraines
Caractériser la situation hydrique du Maroc (ressources par habitant, stress hydrique, place de l'agriculture)
Calculer le besoin en eau d'une culture à partir de l'évapotranspiration (ETc = Kc × ET0)
Convertir une lame d'eau en volume (1 mm sur 1 ha = 10 m³)
Comparer les modes d'irrigation par leur efficience
Proposer des mesures de gestion durable de l'eau en agriculture

Notions clés

Le cycle de l'eau et les ressources

Les précipitations se partagent entre évapotranspiration (retour à l'atmosphère par évaporation et transpiration des plantes), ruissellement (eaux de surface : oueds, lacs, retenues de barrages) et infiltration (recharge des nappes souterraines). Les ressources renouvelables d'une région correspondent à la part ruisselée et infiltrée ; une ressource n'est durable que si les prélèvements ne dépassent pas son renouvellement.

La situation hydrique du Maroc

Le climat est majoritairement semi-aride à aride, les pluies irrégulières d'une année à l'autre et inégalement réparties (plus abondantes au nord et en montagne). La ressource renouvelable par habitant est passée sous le seuil de stress hydrique (1 000 m³ par habitant et par an) et continue de baisser avec la croissance démographique et les sécheresses. L'irrigation représente de loin le premier usage de l'eau mobilisée, d'où l'enjeu de l'économiser.

Le besoin en eau d'une culture

Le besoin d'une culture est son évapotranspiration :

ET_c = K_c \times ET_0

, où

ET_0

(mm/jour) est l'évapotranspiration de référence fixée par le climat et

K_c

le coefficient cultural, qui dépend de l'espèce et du stade de développement (faible au semis, maximal en pleine croissance). Le besoin d'irrigation est la part non couverte par la pluie efficace. Une lame d'eau de 1 mm sur 1 hectare représente

10\ \text{m}^3

Les modes d'irrigation et leur efficience

L'efficience est la part de l'eau apportée réellement utilisée par la culture. L'irrigation gravitaire (par planches ou raies) perd beaucoup par évaporation et infiltration profonde (efficience de l'ordre de 50 à 60 %). L'aspersion fait mieux (environ 70 à 80 %), mais subit l'évaporation et le vent. Le goutte-à-goutte apporte l'eau au pied de la plante (efficience pouvant dépasser 90 %) et permet la fertigation. D'autres leviers complètent : choix de cultures et de variétés économes, irrigation selon le besoin réel, réutilisation des eaux usées épurées, dessalement pour l'eau potable.

Gestion et rationalisation de l'eau

Le Maroc est en situation de stress hydrique, et l'agriculture irriguée consomme la plus grande part de l'eau mobilisée. Sa rationalisation passe par la reconversion à l'irrigation localisée (goutte-à-goutte), qui apporte l'eau au pied des plantes et réalise une importante économie d'eau par rapport à l'irrigation gravitaire, par le pilotage de l'irrigation selon les besoins des cultures, et par le choix de cultures moins exigeantes. À l'échelle du pays, la gestion de l'eau combine barrages et transferts d'eau, protection et recharge des nappes, réutilisation des eaux usées épurées et dessalement de l'eau de mer.

Erreurs fréquentes

Confondre besoin en eau de la culture (ETc) et volume à apporter : il faut diviser le besoin net par l'efficience du système d'irrigation.

Oublier la conversion 1 mm = 10 m³/ha, ou l'appliquer à une surface en m² sans convertir.

Croire que le goutte-à-goutte réduit le besoin de la plante : il réduit les pertes, pas l'évapotranspiration de la culture.

Considérer l'eau souterraine comme inépuisable : une nappe surexploitée baisse et peut se saliniser.

Exemple corrigé

Énoncé

Une parcelle de tomates de

2\ \text{ha}

a, en juillet, une

ET_0 = 6\ \text{mm/jour}

et un

K_c = 1{,}1

. Il ne pleut pas. Calculer le volume d'eau à apporter par jour en irrigation gravitaire (efficience 55 %) puis en goutte-à-goutte (efficience 90 %), et conclure.

Correction

Besoin de la culture.

ET_c = K_c \times ET_0 = 1{,}1 \times 6 = 6{,}6\ \text{mm/jour}

Besoin net en volume.

6{,}6\ \text{mm} \times 10\ \text{m}^3/\text{ha} \times 2\ \text{ha} = 132\ \text{m}^3/\text{jour}

Gravitaire.

\dfrac{132}{0{,}55} = 240\ \text{m}^3/\text{jour}

. Goutte-à-goutte.

\dfrac{132}{0{,}90} \approx 147\ \text{m}^3/\text{jour}

Conclusion. Le goutte-à-goutte économise environ

93\ \text{m}^3

par jour, soit près de 40 % de l'eau, pour le même besoin de la plante.

Le cours, puis l'entraînement.

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3 exercices pour t'entraîner

Exercice 1

Facile

Une pluie de 15 mm tombe sur une parcelle de 3 ha. Quel volume d'eau a-t-elle reçu ?

Voir la correction

15\ \text{mm} \times 10\ \text{m}^3/\text{ha} \times 3\ \text{ha} = 450\ \text{m}^3

Exercice 2

Moyen

Le coefficient cultural du blé vaut environ 0,4 au semis, 1,15 à l'épiaison et 0,3 à maturité. Expliquer ces variations et leur conséquence sur le calendrier d'irrigation.

Voir la correction

Au semis, la plante couvre peu le sol : elle transpire peu, l'évaporation domine. À l'épiaison, la surface foliaire est maximale et la transpiration aussi : c'est la période de besoin maximal, où un manque d'eau réduit le plus le rendement. À maturité, les feuilles sèchent et le besoin chute. L'irrigation doit donc être concentrée sur la phase de pleine croissance et d'épiaison, et réduite en début et en fin de cycle.

Exercice 3

Difficile

Une région irrigue 10 000 ha en gravitaire. On la convertit au goutte-à-goutte. Le besoin net annuel des cultures est de 5 000 m³/ha. Estimer l'eau économisée chaque année (efficiences 55 % et 90 %) et citer une limite de cette conversion.

Voir la correction

Gravitaire :

\dfrac{5000}{0{,}55} \approx 9\,090\ \text{m}^3/\text{ha}

; goutte-à-goutte :

\dfrac{5000}{0{,}90} \approx 5\,560\ \text{m}^3/\text{ha}

. Économie ≈

3\,530\ \text{m}^3/\text{ha}

, soit ≈

35

millions de m³ par an sur 10 000 ha. Limites : coût d'installation et d'entretien, besoin de filtrer l'eau, et risque d'effet rebond si l'eau économisée sert à étendre les surfaces irriguées au lieu de soulager la ressource.

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Questions fréquentes

Qu'est-ce que le stress hydrique ?

On parle de stress hydrique quand la ressource en eau renouvelable descend sous 1 000 m³ par habitant et par an, et de pénurie sous 500 m³. Le Maroc est passé sous le premier seuil : la demande en eau dépasse de plus en plus ce que le cycle renouvelle.

Pourquoi le goutte-à-goutte est-il plus efficace ?

L'eau est apportée lentement, au pied de chaque plante, dans la zone des racines : on évite le ruissellement, l'infiltration profonde hors de portée des racines et l'essentiel de l'évaporation. Presque toute l'eau apportée est utilisée par la culture.

Que signifie ET0 ?

C'est l'évapotranspiration de référence : la quantité d'eau évaporée et transpirée par un gazon bien alimenté en eau, sous un climat donné. Elle dépend du rayonnement, de la température, de l'humidité et du vent ; le coefficient Kc adapte cette valeur à une culture précise.