Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Spaans en Nederlands.

Cette thèse a pour but d´analyser la multifonctionnalité de l'agriculture familiale d'un point de vue théorique et conceptuel à partir de sa reconnaissance par les politiques publiques et de son importance pour les régions semi-arides, défavorisées, comme une stratégie de développement régional. L'étude de cas est celle du Sertão semi-aride du Brésil, plus particulièrement le Territoire du Sisal, dans l'État de Bahia et selon la méthode de l'Analyse-Diagnostic des systèmes agraires. Nous étudieons la multifonctionnalité agricole dans ses dimensions publiques, à partir de l'approche territoriale, économique, sociale, environnementale et culturelle. Nous envisageons également une autre dimension publique, celle de l'éducation, typique de l'agriculture familiale (paysanne). La notion de territoire est comprise dans une perspective régionale, soit par une approche institutionnelle, soit par une approche déterminée par les projets territoriaux des entreprises d´économie solidaire (EES), comme l'expérience de l'Association de Développement Durable et Solidaire de la Région du Sisal (Associação de Desenvolvimento Sustentável e Solidário da Região Sisaleira - APAEB). La notion

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Les zones arides abritent 35% de la population mondiale et affichent parmi les plus hauts niveaux de pauvreté. La faible quantité et l’hétérogénéité spatio-temporelle des précipitations et des écoulements compliquent non seulement l’exploitation de la ressource mais aussi la compréhension de ces hydro-systèmes. Cependant, depuis les origines de l’histoire humaine, les populations ont su domestiquer l’eau des zones arides, tant superficielle, que souterraine. Mais les dernières décennies ont vu certaines zones arides devenir le théâtre du développement d’activités industrielles aux usages d’eau intensifs qui posent des problèmes de gestion et d’accès à l’eau des usagers, en particulier des populations vulnérables. Dans le nord du Chili, le Désert d’Atacama est l’une des zones les plus arides au monde. Depuis les années 90, avec l'installation de grands projets miniers, la région a connu une croissance démographique et économique constante. L’eau souterraine y est intensivement utilisée pour les activités minières, l’approvisionnement des populations et l’agriculture. Afin de comprendre si les problèmes d’accès à l’eau souterraine de l’aquifère Pampa del Tamarugal, région de Tarapacá, sont dus au fait que la ressource est limitée, que la gestion des eaux souterraines doit être améliorée, ou encore à un manque d’information scientifique sur cette ressource, une approche multi et interdisciplinaire a été mise en place. Cette approche est constituée de deux grandes parties : d’une part, la caractérisation des ressources en eau souterraines de l’aquifère Pampa del Tamarugal. Pour cela, les données brutes existantes et leurs conditions de production ont été analysées et un nouveau réseau hydrométrique a été conçu grace à l’analyse multicritère couplée à une analyse SIG. Ensuite, la réalisation d’une carte piézométrique actualisée et la comparaison de cette carte avec les données piézométriques des dernières décennies ont permis de comprendre l’évolution de l’aquifère. L’étude géologique détaillée et l’analyse hydrochimique et isotopiques de sources et forages a permis de caractériser la recharge de l’aquifère, entre autres de définir le rôle prépondérant du substratum mésozoïque sur les écoulements notamment dans la couverture cénozoïque. Pour pallier au manque de données historiques, une approche complémentaire a été mise en place consistant en l’intégration des connaissances des populations locales indigènes pour l’élaboration du modèle hydrogéologique conceptuel. D’autre part, la gestion des ressources en eaux souterraines de l'aquifère Pampa del Tamarugal a été analysée, en s’attachant notamment à comprendre le rôle de l’information scientifique et technique et les stratégies et discours des acteurs sur cette gestion et sur les usages. Finalement, l’étude d’un système ancestral de gestion de l’eau a permis de générer l’information nécessaire à sa préservation en tant que patrimoine hydraulique de zone aride mais également à sa réutilisation pour la gestion actuelle de l’aquifère. Ces travaux de recherche ont permis d’améliorer la compréhension des mécanismes de recharge, ainsi que des écoulements et de l’évolution de la ressource en eaux souterraines sous pression anthropique dans une zone aride et montagneuse telle que le nord du Chili. Ils ont aussi permis de préciser les contraintes limitant l’accès à l’eau des populations vulnérables dans la zone d’étude, et le rôle de l’information scientifique dans la gestion de la ressource en eaux souterraines. / Drylands are home to 35% of the world's population and have among the highest levels of poverty. The small quantity and spatio-temporal heterogeneity of rainfall and runoff complicate not only the exploitation of the resource but also the understanding of those hydro-systems. However, since the origins of human history, in arid areas, people have been able to domesticate both surface and ground water the water. But the last decades have seen some arid areas become the scene of the development of industrial activities with intensive water uses that pose problems of management and access to water for users, particularly vulnerable populations. In the north of Chile, the Atacama Desert is one of the most arid areas of the world. Since the 1990s, with the installation of major mining projects, the region has experienced constant demographic and economic growth. Groundwater is extensively used for mining, domestic supply and agriculture. In order to understand if the problems of access to the groundwater of the Pampa del Tamarugal aquifer, in the Tarapacá region, are due to a limited resource, management issues, or to a lack of scientific information, a multi-disciplinary and interdisciplinary approach has been put in place. This approach consists of two main parts: first, the characterization of the groundwater resources of the Pampa del Tamarugal aquifer. For this, the existing raw data and their production conditions have been analysed and a new hydrometric network has been designed with a multi-criteria analysis coupled with a GIS analysis. Then, the realization of an updated piezometric map and the comparison of this map with the piezometric data of the last decades allow to understand the evolution of the aquifer. Based on a detailed geological study and hydrochemical and isotopic analysis of sources and boreholes, the recharge of the aquifer has been characterized with the preponderant role of the Mesozoic substratum on the flows especially in the Cenozoic cover. To compensate for the lack of historical data, a complementary approach has been put in place consisting of integrating the local and indigenous knowledge for the development of the conceptual hydrogeological model. On the other hand, the management of the groundwater resources of the Pampa del Tamarugal aquifer was analyzed, with particular attention to understanding the role of scientific and technical information and the strategies and discourses of the actors on this management and on uses. Finally, the study of an ancient water management system has generated the information necessary for its preservation as a water heritage an arid zone but also in order to reuse this system for the current management of the aquifer. This research has improved the understanding of the Pampa del Tamarugal recharge mechanisms, as well as the flow and evolution of groundwater resources under anthropogenic pressure in an arid and mountainous area such as northern Chile. They also clarified the constraints limiting access to water for vulnerable populations in the study area, and the role of scientific information in the management of groundwater resources.

La plaine semi-aride du Tensift au centre du Maroc est une région confrontée à des difficultés croissantes en terme de gestion de l'eau (pluviométrie faible et irrégulière, croissance des besoins sous l'effet de la démographie galopante et l'extension des zones irriguées). Dans ce contexte et dans le cadre du projet SudMed, l'objectif de la thèse est de décrire, dans l'espace (à la résolution kilométrique) et sur de longues périodes temporelles (la décennie), le fonctionnement hydrique des agro-systèmes irrigués de la plaine du Tensift (~3000 km²). La méthodologie développée repose sur le contrôle de modèles agro-météorologiques par des données satellites issues de capteurs optique à large champ (données MODIS de 2000 à 2006). Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'occupation du sol, connaissance préalable à la quantification des besoins en eau des cultures. Etant donné la résolution spatiale de MODIS (250 m), nous avons eu recours à des méthodes de désagrégation, qui ont permis d'identifier et de cartographier les trois principales classes d'occupation du sol: zones non irriguées, cultures annuelles, plantations arborées. Dans une deuxième partie, nous avons utilisé cette information pour spatialiser un modèle de bilan hydrique, en étudiant tout particulièrement les termes d'évapotranspiration et d'irrigation. L'évaluation du modèle est effectuée par comparaison: (1) aux données collectées sur les parcelles d'expérimentation du projet SudMed; (2) à des cartes établies à l'aide d'images à haute résolution spatiale et temporelleFORMOSAT-2 et (3) aux volumes d'eau des barrages distribués par l'office agricole régional. Cette étude ouvre des perspectives pour l'estimation des volumes d'eau d'irrigation transitant par les différents réseaux d'irrigation, et en particulier ceux prélevés dans la nappe phréatique du Tensift.

De 1970 à 1972 le GEFLI (Groupement d'Etude Français en Libye) a effectué une étude de reconnaissance ainsi que l' inventaire des sols et de l'eau dans la plaine de la GEFARA. Cette étude générale de reconnaissance a rendu possible la délimitation d 'un certain nombre de zones de ressources en eau , le plus souvent indépendantes entre elles , permettant d 'envisager le développement agricole par irrigation de certaines. L ' étude d ' une de ces zones (zone de ressource en eau n° 1 WADI AL HI RA) fut confiée au GERSAR (Groupement d ' Etudes et de Réalisations des Sociétés d ' Aménagement Régionales). Ce projet fut baptisé "WADI HlRA, WADI ABU SHAYBAH AND GHARYAN PROJECT". C'est dans ce cadre que nous avons participé d 'Octobre 1973 à Décembre 1975 à l ' étude des eaux souterraines de la plaine du WADI AL HIRA et du WADI ABU SHAYBAH. de cette région semi-désertique. L ' hydrogéologie a dans ce cadre deux objectifs : _ Le premier est qualitatif: il s 'agit de préciser la géologie de la région , de définir les possibilités hydrogéologiques et hydrauliques des ensembles définis , de donner la qualité des eaux découvertes dans ces ensembles et enfin de définir des réservoirs. _ Le deuxième est quantitatif: il s 'agit de calculer , grâce aux paramètres découverts dans le premier cas, les quantités d'eaux disponibles pour l'exploitation agricole. et les contraintes limitant l 'exploitation. Ces calculs ont été effectués grâce à des simulations mathématiques des différents écoulements. C 'est le premier objectif qui est la base de ce mémoire. Notre étude comprendra donc 4 chapitres: _ Chapitre l : Géologie - Il étudiera la géologie de la région et définira les différentes formations géologiques , leurs vocations hydrogéologiques et la structure. Chapitre II : Propriétés hydrodynamiques des différentes formations. - Chapitre III : Etude des eaux souterraines. - Chapitre IV : Chimie des eaux.

Dans les pays de type climatique aride ou désertique, l'alimentation contemporaine des nappes est un problème particulièrement irritant pour l'hydrogéologue . En effet, la faiblesse des précipitations amène à s'interroger sur le devenir des eaux météoriques. Sont- elles entièrement évapotranspirées ? S'infiltrent-elles jusqu'à la nappe? Si oui, dans quelles conditions et dans quelles proportions ? Autant de questions auxquelles, il n'est pas facile de donner une réponse, surtout en regard des connaissances actuelles sur les processus de transfert d'eau dans les milieux poreux non saturés et des difficultés d'expérimentation dans les conditions naturelles . De plus, l'évapotranspiration réelle est une donnée difficile à cerner dans ces régions où les formules classiques d'évapotranspiration potentielle ne donnent qu'une idée inexacte du phénomène. Aussi dans la présente étude me suis-je efforcé de répondre à ces questions dans la mesure des moyens mis à ma disposition . Simultanément sur le terrain ont été menées deux campagnes de mesures. L'une consistait à observer les variations du niveau piézométrique des nappes par des relevés périodiques, l'autre à mesurer la teneur en eau du sol dans la tranche superficielle (0-5 m) à l'aide d'une sonde neutronique. A ces observations vient s'ajouter une analyse isotopique des différentes eaux rencontrées. Après avoir situé la zone d'étude dans son contexte tant géo- 9raphique qu'hydroclimatologique et géologique, on abordera successivement : - les variations de la teneur en eau du sol, - les variations piézométriques des nappes, - l'analyse isotopique des eaux.

Based on the author's dissertation research at the Population Research Centre at the University of Groningen, in affiliation with The Netherlands Graduate School of Research in Demography (PDOD). / Summary in Dutch. Includes bibliographical references (p. 353-364).

C'est dans son "Orphée Studio", sous-titré "Poésie d'aujourd'hui à voix haute", qu'André Velter parle vraiment d'oralité nouvelle. Déclaration fondée sur l'expérience, ce manifeste de quelques feuillets, rédigés en guise de présentation, est remarquable : simple, enthousiaste et parlant. Tellement prodigue qu'il fut le détonateur de cette thèse. Quatre mille deux cents signes en effet ont suffi à me décider : la nouvelle oralité poétique serait mon sujet. Le terme même d'oralité, trop souvent uniquement appliqué aux griots africains ou aux traditions orales, offre un vaste champ de réalités dès lors qu'il est entendu, non dans son acception moderne, mais bien dans son rapport à la modernité. / It is in his "Orphée Studio", subtitled "Poésie d'aujourd'hui à voix haute", that André Velter really speaks about new poetic orality. Declaration based on the experiment, this proclamation of some layers, written as a presentation, is rare : simple, enthusiastic and speaking. So much prodigal to be it the detonator of this thesis. Four thousand two hundred signs indeed were enough to induce me : new poetic orality would be my subject. The term even of orality, too often only applied to the African griots or the oral traditions, offers a vast field of realities since it is heard, not in its modern meaning, but well in his report with modernity.

Le recours à la caractérisation des états hydrique, géométrique et physique de surface du sol est essentiel dans la gestion et la conservation des ressources naturelles dans les régions agricoles semi-aride. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse visent à estimer la variabilité spatio-temporelle des paramètres de surfaces agricoles nues (humidité, rugosité et texture) moyennant des données radars multi-temporelles acquises en bande X à haute résolution spatiale. Une nouvelle description de l'état géométrique des sols est d'abord proposée à travers l'estimation d'un nouveau paramètre de rugosité, le paramètre Zg, estimé en fonction de trois paramètres statistiques de rugosité (écart type des hauteurs "s", longueur de corrélation "l" et la forme de la fonction de corrélation). Les simulations des signaux radar montrent une très forte corrélation avec ce paramètre de rugosité. L'apport du paramètre Zg est confirmé à travers une large base de données expérimentale et spatiale acquises sur différents sites en France. Le deuxième volet de cette thèse présente une analyse des sensibilités des signaux radars issus de capteurs (TerraSAR-X et COSMO-SkyMed), aux paramètres de surface (l'humidité et les trois paramètres de rugosité : s, Zs=s2/l et Zg). Une forte corrélation est observée entre les mesures radars acquises à différentes configurations (polarisations HH et VV, et à 26° et 36°d'incidences) et tous les paramètres du sol. Cette analyse est suivie par des comparaisons des coefficients de rétrodiffusion réels et simulés à partir des modèles physique et semi empirique couramment utilisés : Modèle d'équation intégrale " IEM " de Fung et al., 1992, Modèle de Dubois (Dubois et al., 1995) et le Modèle IEM empiriquement calibré par Baghdadi et al., 2011. Le dernier modèle a montré une forte cohérence avec les mesures radar. Dans le troisième volet, une méthode empirique de détection de changement est développée, en combinant les images radars TerraSAR-X avec des données d'humidités ponctuelles dérivées du réseau des 7 capteurs repartis sur la zone d'étude en continue, pour spatialiser l'état hydrique du sol. La performance de l'algorithme proposé, est évaluée et validée sur de nombreuses parcelles de référence. La spatialisation de la teneur en argile des sols est déduite à partir du calcul de la moyenne des cartes de l'état hydrique du sol (une erreur quadratique moyenne équivalent à 108 g/kg). Pour cartographier la rugosité des sols, des relations empiriques reliant le signal radar aux paramètres de rugosité (Ecart type des hauteurs et le paramètre Zg) étaient élaborées. En inversant les mesures radars, les cartes de rugosité qui en résultent, ont permis de distinguer différents états de surface des sols (labourés, dégradés ou en jachère). Dans le dernier volet, un modèle d'estimation du bilan hydrique des sols agricoles nus " MHYSAN " qui simule l'évaporation et l'état hydrique surfacique est développé. Cette dernière partie souligne le potentiel de calibrer un modèle hydrologique des sols en assimilant les produits d'humidité radars. / The characterization of geometric, water and physical surface soil parameters for semi-arid regions is a key requirement for sustainable agricultural management and natural resources conservation. In this context, the current study aims to estimate the spatio-temporal variability of soil properties (soil moisture, roughness and texture) using multi-temporal X-band radar images acquired at high spatial resolution over bare agricultural site in Tunisia. In the first section of this work, a new roughness parameter was proposed; it was the Zg parameter which combines the three most commonly used soil parameters: root mean surface height "s", correlation length "l", and correlation function shape, into just one parameter. A strong correlation was observed between this new parameter and the radar backscattering simulations. The parameter Zg was validated using large database acquired at several agricultural sites in France. Secondly, the sensitivity of X-band TerraSAR-X and COSMO-SkyMed sensors to soil moisture and different roughness parameters (s, Zs=s2/l and Zg parameters) was analyzed. The radar measurements acquired at different configurations (HH and VV polarizations, incidence angles of 26° and 36°) were found to be highly sensitive to the various soil parameters of interest. After that, the performance of different physical and semi-empirical backscattering models (IEM, Baghdadi-calibrated IEM and Dubois models) is compared with SAR measurements. Considerable improvements in the IEM model performance were observed using the Baghdadi-calibrated version of this model. Thirdly, an empirical change detection approach was developed using TerraSAR-X data and ground auxiliary thetaprobe network measurements for the retrieval of surface soil moisture at a high spatial resolution. The accuracy of the soil moisture retrieval algorithm was determined, and validated successfully over numerous test fields. Maps of soil clay percentages at the studied site were derived from the mean of the seven soil moisture radar outputs (a root mean square error equal to 108 g/kg). To retrieve surface soil roughness, empirical expressions were established between backscattering TerraSAR-X coefficients data and the roughness parameters (s and Zg). By inversing radar signals, resulting surface roughness maps have revealed that is possible to use spatial roughness variability observations at plot scale to identify soil surface changes between multi-temporal images. Finally, a Bare Soil HYdrological balance Model "MHYSAN" was developed to estimate surface evaporation fluxes and soil moisture time series over our study site. The present section of this work highlighted the feasibility of calibrating our proposed MHYSAN model through the use of multi-temporal TerraSAR-X moisture products.