La performance des systèmes irrigués est souvent remise en question. Notre démarche de recherche est initiée par le constat suivant: les approches disciplinaires ayant abordé les performances spécifiques des systèmes sont simplificatrices. De ce fait, les interventions basées sur la seule dimension hydraulique ou économique n'apparaissent pas comme étant les plus adaptées. Il s'avère nécessaire de proposer une approche globale d'analyse et d'évaluation de la performance. Tel est l'objectif général de notre recherche. Notre démarche comprend trois étapes. La première étape vise à comprendre l'hydraulique du périmètre irrigué afin d'en identifier les causes de disfonctionnement. La deuxième étape procède à deux types d'évaluation: l'une porte sur des mesures hydrauliques in situ qui ont permis d'identifier l'indicateur hydraulique le plus pertinent, et l'autre, consiste à évaluer les efficiences économiques. Ces deux sous-étapes constituent une passerelle vers la troisième étape, dans laquelle des regards multidisciplinaires nous ont permis d'identifier les principaux leviers d'amélioration pour enfin proposer des scénarios et justifier leur validité. Le périmètre support de cette étude est sur la basse vallée de la Medjerda en Tunisie.

Au cours des dix dernières années, les gouvernements de l'Union Européenne ont été encouragés à collecter des données sur le volume et la qualité de tous les effluents d'eaux urbaines ayant un impact environnemental significatif sur les milieux aquatiques récepteurs. Les méthodes de surveillance de ces flux nécessitent des améliorations, en particulier pour les déversoirs d’orage, structures complexes responsables en grande partie de la dégradation de la qualité des milieux récepteurs. Le DSM-flux (Dispositif pour la surveillance et maîtrise des flux d'eaux et polluants des réseaux d'eaux pluviales et unitaires) est un nouveau dispositif préfabriqué et pré-étalonné qui garantit les conditions hydrauliques appropriées permettant de mesurer les débits et volumes déversés ainsi que les concentrations et masses de polluants qui y sont transportés. Dans cette thèse, une relation permettant de mesurer le débit au passage du DSM-flux a été construite grâce à une étude expérimentale sur modèle physique réduit, puis validée pour plusieurs configurations d'écoulement à l'amont du dispositif. Quelles que soient les conditions hydrauliques en amont, les incertitudes relatives sont inférieures à 15% et 2% pour les débits et les volumes étudiés, respectivement, ce qui reste équivalent, voire mieux, par rapport aux incertitudes des méthodes actuelles les plus fiables. La méthode de mesure a été validée in situ sur un dispositif à grande échelle construit sur le terrain et fonctionnant en conditions réelles, ce qui montre la robustesse de la méthode. De plus, grâce à sa conception originale, le DSM-flux favorise l'interception d'une fraction des polluants particulaires. L’hydrodynamique de ce dispositif de mesure a été analysée ainsi que les conditions qui engendrent la décantation des polluants particulaires. En fonction des conditions d'écoulement, ce dispositif peut retenir 50% de la masse totale des matières solides fines en suspension transitant par le dispositif, mais pour des écoulements à débits élevés, cette efficacité est significativement réduite. Sa capacité de rétention a été aussi observée sur le terrain et une méthodologie a été élaborée pour quantifier son efficacité de rétention lors d'études futures. Mise à part sa performance hydraulique, du point de vue opérationnel, le dispositif présente d’autres avantages par rapport à d’autres dispositifs existants : (i) il est pré-étalonné et peut être installé à l’aval de déversoirs d’orage déjà existants, (ii) il peut s’insérer directement au sein du canal de décharge (installation d’un regard de visite équipé d’un DSM), (iii) sa performance hydraulique est indépendante des conditions de l’écoulement à l’amont et (iv) il s’agit d’un dispositif intégré de mesure de débits et de leur qualité simultanément, en plus d’intercepter une partie de polluants particulaires. / Over the past decade, European Union governments have encouraged to collect data on the volume and quality of all urban water effluents with a significant environmental impact on receiving aquatic environments. Methods for monitoring these flows require improvements, particularly for combined sewer overflows, which are complex flows that contribute in significant proportion to the degradation of the quality of the receiving waters. The DSM-flux (Device for Stormwater and combined sewer flows Monitoring and the control of pollutant fluxes) is a new pre-calibrated and pre-designed device that guarantees the appropriate hydraulic conditions for measuring discharged flows and volumes as well as the concentrations and mass loads of pollutants carried in suspension by the flow. In this PhD work, a relationship allowing to measure the flow rates conveying through the DSM-flux was determined thanks to an experimental study on a small-scale physical model, and then validated for several flow configurations upstream of the device. Whatever the upstream hydraulic conditions are, the relative uncertainties are less than 15% and 2% for the flow rates and volumes studied, respectively, which is equivalent to the uncertainties of the most reliable current methods. The monitoring methodology was validated in situ in a large-scale device installed at the field and operating in real conditions, which shows the robustness of the method. Moreover, thanks to its original design, the DSM-flux allows the interception of a fraction of particulate pollutants. The hydrodynamics of this monitoring device were analysed as well as the conditions that cause the settling of particulate pollutants. Depending on the flow conditions, this device can retain 50% of the total mass of fine suspended solid matter transiting through the device, but for flows at high discharge rates, this efficiency is significantly reduced. Its retention capacity has also been observed in the field and a methodology has been developed to quantify its retention efficiency in future studies. Apart from its performance, from an operational point of view, the device has other advantages compared to other current devices: (i) it is pre-calibrated and can be installed downstream from existing combined sewer overflows, (ii) it can be directly installed through a manhole in the discharge channel, (iii) its hydraulic performance is independent from the flow conditions upstream, and (iv) it is an integrated monitoring device, measuring flow rates and their quality simultaneously, in addition to intercepting a part of the particulate pollutants.

Parmi l'ensemble des différentes parties composant une digue à talus maritime, la carapace représente l'élément clé de la stabilité de la structure. Elle se compose soit d'enrochements naturels soit de blocs artificiels en béton lorsque l'intensité de la houle requiert des poids d' éléments naturels que les carrières disponibles ne sont pas en mesure de fournir. Le developpement des blocs artificiels performants a fait l'objet de multiples travaux de la part de chercheurs du monde entier. Il s'agissait principalement de proposer des formes optimisées conduisant a une grande stabilité hydraulique autorisant par l a de faibles consommations de béton et donc des économies substantielles. L'objective principale de ces travaux de recherche est de mettre au point de nouveaux blocs artificiels de protection des digues a talus soumis a l'action des houles. Le travail contribuera à développer des méthodes d'optimisation des formes des blocs. Les enseignements recueillis à l'issue de la thèse doivent permettre de proposer des formes plus performances que celles aujourd'hui disponibles sur le marche. L'analyse de la performance de ce bloc sur modèle réduit nous apporte des résultats satisfaisants en termes de stabilité, malgré le franchissement restant à améliorer. Une étude approfondie, d'une part sur la cinématique de l' écoulement proche de la carapace et d'autre part les efforts subis par le bloc, nous permet de proposer une nouvelle formulation de la vitesse longitudinale liée au run-up. L'influence du caractère de l'onde (déferlement, claque) est déterminante pour les coêfficients hydrodynamiques.