L'entité formée par les villes de La Paz et El Alto est l'agglomération urbaine la plus importante de la Bolivie. Comme dans toutes les grandes villes, la gestion des ressources en eau représente un défi de taille à relever. Les décisions stratégiques concernant la gestion de l’eau revêtent une importance capitale du fait de l’importance de ces deux villes sur le plan national. De telles décisions doivent être prises en tenant compte d’interactions complexes entre facteurs environnementaux, légaux et sociétaux. Citons notamment, les conditions particulières du milieu telles que la géographie, la dynamique des ressources en eau, l'infrastructure existante et à prévoir, les lois sur la propriété des ressources et surtout l’état des connaissances actuelles et de la recherche sur l'ensemble des variables et des enjeux de la gestion de l’eau. Dans cette thèse, nous présentons une analyse des variables et des enjeux de la gestion de l'eau comme un outil utile pour déterminer les bases de l’application de la GIRE (Gestion Intégrée des Ressources en Eau). Cette analyse nous permet à la fois de diminuer les incertitudes qui existent sur chacune de ces variables mais aussi d’établir les relations de dépendance entre elles et de conclure à l’importance relative de chacune de ces variables dans le bilan de l’offre et de la demande en eau. Cette analyse représente également un outil de diagnostic des systèmes en eau existants pouvant être utilisé pour la planification future de la gestion de l’eau. En suivant cette démarche, les décisions à prendre sur la gestion de l’eau tant dans le cadre de la planification stratégique que dans celui de l’utilisation quotidienne de l’eau se baseront sur des connaissances approfondies, permettant de diminuer les risques d’erreur. Nous présentons comme résultats de cette recherche, plusieurs conclusions concernant les variables telles que les précipitations, la dynamique de l’apport du bassin versant, le rôle des glaciers dans cet apport, la démographie, la consommation en eau, les pertes dans les systèmes ainsi que l’analyse réalisée sur les contraintes qui pèsent sur les futures sources en eau des villes de La Paz et d’El Alto. La prise en compte de l’ensemble de ces aspects dans le cadre du bilan de l’offre et de la demande en eau nous apporte comme résultats : l’influence relative de chaque variable, l’analyse et les moments clés de la gestion de l'eau (temps de la gestion) et une proposition pour sa mise en oeuvre. Par l’application des modèles utilisés et des nouvelles méthodes suggérées dans ce travail, nous proposons de nouveaux outils pour la gestion quotidienne de l’eau.

La gestion intégrée de l'eau au sein d'un territoire doit tenir compte de la demande des usagers. En agriculture irriguée, la demande en eau est un construit social déterminé à la fois par les besoins des cultures, par l'offre mais aussi par les contraintes de l'agriculteur. En l'absence d'institutions fortes qui permettent de faire reconnaître ces contraintes, il est difficile d'établir des règles de gestion profitables à tous. Sur le territoire irrigué de la Mitidja-ouest en Algérie, notre travail visait à intégrer les points de vue des agriculteurs dans la construction de la demande en eau agricole et son évolution. Une démarche méthodologique innovante a été développée en s'appuyant sur une combinaison d'approches : bilan hydrique, analyse technico-économique des exploitations agricoles et approche participative impliquant différents acteurs : agriculteurs et institutionnels. L'agriculture irriguée de la Mitidja-ouest est caractérisée par des structures d'exploitation à caractère collectif (les EAC) et un recours massif à la nappe. Une grande diversité des systèmes de cultures et de pratiques a pu être observée dans le cadre d'enquêtes individuelles. Ces enquêtes ont notamment révélé le poids des locataires dans une nouvelle dynamique agricole moderne. Malgré cette diversité, la mise en place de sessions participatives a mis en évidence une forte convergence de points de vue sur les contraintes de foncier et d'eau d'irrigation qui pèsent sur les agriculteurs, qui ont également exprimé leur vision du futur. Ces contraintes et cette vision ont été confrontées à celles des acteurs institutionnels de ce territoire. La méthode que nous avons bâtie, permet à la fois de valider de façon collective -avec les acteurs-, les résultats issus des enquêtes individuelles, et d'avoir une vision partagée sur des tendances d'évolution telle qu'une augmentation des superficies irriguées. Plusieurs scénarios ont été testés sur la base de ces tendances. Leur validation requiert néanmoins des travaux complémentaires afin de mieux maîtriser la diversité et l'interface de communication des approches mobilisées. Ce travail s'inscrit dans une optique de recherche-action sur ce territoire, visant à ouvrir des voies de communication entre ses acteurs, et de réflexion sur le long terme.

Cette thèse étudie les liens entre développement et changement climatique dans les pays méditerranéens afin de mieux comprendre les processus et les interactions spécifiquement en jeux dans cette région, en particuliers dans les pays du Maghreb et du Mashrek. Dans le chapitre 1, nous étudions l’état des connaissances scientifiques sur le changement climatique au niveau global et au niveau méditerranéen. Cela nous permet d’aborder le problème des projections climatiques et d’analyser les résultats pour le bassin méditerranéen. Sur cette base, dans le chapitre 2, en rapprochant les projections de changement climatique et le contexte local du développement, nous mettons en évidence une vulnérabilité relativement plus élevée des pays méditerranéens en développement. Nous analysons dans le chapitre 3, les méthodes et outils permettant d’appréhender le coût du changement climatique et en déduisons des enseignements pour les pays méditerranéens. Afin d’aller plus loin dans la caractérisation et la compréhension des mécanismes en jeux au niveau méditerranéen, nous proposons, dans le chapitre 4, des approches économétriques en longue période sur données de panel de l’impact des variables climatiques sur d’une part le niveau de PIB par tête et d’autre part les rendements céréaliers. Les résultats mettent en évidence que même les économies des pays riches du bassin méditerranéen sont sensibles aux tendances climatiques, au moins sur la période 1950-2000, bien qu’ils le soient beaucoup moins que les pays en développement de la rive Sud et Est. Par ailleurs, nous confirmons que l’agriculture est un canal de diffusion majeur des effets du changement climatique dans l’économie, en particulier dans les pays en développement. La question de l’eau apparait centrale dans le traitement de l’adaptation au changement climatique. Ainsi, dans le chapitre 5, nous analysons l’état de la ressource en eau, les modes de gouvernance actuels et les options d’adaptation qui s’offrent aux pays arides. Nous présentons un exercice de simulation des demandes futures par secteur dans les pays d’Afrique du Nord, ce qui nous permet d’obtenir des ordres de grandeur sur les bénéfices à attendre des différentes options de politique qui pourront être suivies par les pouvoirs publics. Nous montrons que la gestion de la demande en eau est un des leviers déterminants de l’adaptation au changement climatique dans les pays méditerranéens et que sa mise en œuvre repose avant tout sur des réformes de gouvernance. / This thesis studies the links between development and climate change in Mediterranean countries to better understand the processes and interactions in specific games in the region, particularly in the Maghreb and the Mashreq. In Chapter 1, we review the state of scientific knowledge on climate change at global level and at Mediterranean level. This allows us to address the problem of climate projections and analyze the results for the Mediterranean. On this basis, in Chapter 2, by comparing the projections of climate change and the local context of development, we highlight a relatively higher vulnerability of the developing Mediterranean countries. We discuss in Chapter 3, methods and tools to estimate the economic cost of climate change and deduce lessons for the Mediterranean countries. To go further in the characterization and understanding of the mechanisms at play in the Mediterranean, we propose, in Chapter 4, econometric approaches using long term panel data. We test the impact of climate variables on, first, the level of GDP per capita and, second, on cereal yields. The results show that even rich Mediterranean countries are sensitive to climate change - at least over the period 1950-2000 - although much less than Southern and Eastern developing countries of the Mediterranean basin. Furthermore, we confirm that agriculture is a major channel of climate change impact in the economy, particularly in developing countries. The issue of water appears in a key parameter in adaptation to climate change. Thus, in Chapter 5, we analyze the state of water resources, the existing modes of governance and adaptation options available to Mediterranean arid countries. We present a simulation of future demands by sector in North Africa, enabling us to obtain orders of magnitude of the expected benefits of different policy options that can be followed by the government. We show that water demand management is one of the key tools to adapt to climate change in Mediterranean countries and that its implementation depends primarily on governance reforms.

L'évaluation de la capacité à satisfaire la demande en eau est cruciale pour répondre aux attentes des gestionnaires, notamment en Méditerranée, une région vulnérable pour ce qui est des ressources en eau disponibles et où la demande en eau n'a cessé de croître. Le bassin de l'Hérault (2500 km2, France) est un exemple type de ces changements puisque les écoulements ont fortement diminué depuis les années 1960. Dans ce contexte, les dynamiques d'évolution de la ressource et de la demande en eau ont été analysées dans le passé. Puis, une chaîne de modélisation intégrative a été mise en œuvre sur les 50 dernières années en associant un modèle hydrologique, un modèle de gestion de barrage et l'évaluation de la demande domestique et agricole sur le bassin à travers une reconstitution historique de la base de données d'usages. Cette chaîne a permis d'estimer l'évolution de la fréquence d'années où la demande n'a pas été pleinement satisfaite dans les différentes portions du bassin. Entre 1961 et 2010, la fréquence d'insatisfaction a diminué dans les portions amont de par une déprise agricole et une amélioration du système d'irrigation. Dans la portion aval où les pressions d'usage sont les plus importantes, la diminution des écoulements et la croissance de la demande en eau ont entraîné une baisse de la capacité à satisfaire la demande. L'utilisation de la chaîne de modélisation à l'horizon 2050 a montré que les impacts de la variabilité climatique et d'usages seraient équivalents, mais affecteraient des portions de bassin distinctes. De plus, si les projections concernant l'augmentation de la température annuelle moyenne (+1,2°C) se confirment, les scénarios de mitigation des usages n'amélioreraient pas la capacité de satisfaction de la demande en eau. / Assessing water supply capacity is crucial to meet with managers' needs, especially in the Mediterranean, one of the most vulnerable regions considering available water resources and where water demand has been increasing. The Hérault River catchment (2,500 km2, France) is a typical example of these issues as runoff strongly decreased since 1960. In this context, dynamics of water resource and demand evolution were analyzed over the past period. Then an integrated framework was developed over the last 50 years, combining a hydrological and a dam management model, water demand estimation for the domestic and agricultural sectors through a historical water use database reconstitution. This framework assessed the frequency evolution of years when water demand could not be fully supplied at the portion scale. From 1961 to 2010, the unsatisfactory year frequency decreased in upstream portions due to farmland abandonment and renovation of irrigation networks. In the downstream portion where human pressures are the highest, the decrease in runoff and increase in water demand led to a fall of water supply capacity. Runs of the modelling framework at the 2050 horizon showed that the impacts of climate variability and water uses could be equivalent, but should affect different portions. Moreover, if mean annual temperature projections (+1.2°C) are confirmed, water demand mitigation scenarios would not be able to improve water supply capacity.

L'entité formée par les villes de La Paz et El Alto est l'agglomération urbaine la plus importante de la Bolivie. Comme dans toutes les grandes villes, la gestion des ressources en eau représente un défi de taille à relever. Les décisions stratégiques concernant la gestion de l’eau revêtent une importance capitale du fait de l’importance de ces deux villes sur le plan national. De telles décisions doivent être prises en tenant compte d’interactions complexes entre facteurs environnementaux, légaux et sociétaux. Citons notamment, les conditions particulières du milieu telles que la géographie, la dynamique des ressources en eau, l'infrastructure existante et à prévoir, les lois sur la propriété des ressources et surtout l’état des connaissances actuelles et de la recherche sur l'ensemble des variables et des enjeux de la gestion de l’eau.<p><p>Dans cette thèse, nous présentons une analyse des variables et des enjeux de la gestion de l'eau comme un outil utile pour déterminer les bases de l’application de la GIRE (Gestion Intégrée des Ressources en Eau). Cette analyse nous permet à la fois de diminuer les incertitudes qui existent sur chacune de ces variables mais aussi d’établir les relations de dépendance entre elles et de conclure à l’importance relative de chacune de ces variables dans le bilan de l’offre et de la demande en eau. Cette analyse représente également un outil de diagnostic des systèmes en eau existants pouvant être utilisé pour la planification future de la gestion de l’eau.<p><p>En suivant cette démarche, les décisions à prendre sur la gestion de l’eau tant dans le cadre de la planification stratégique que dans celui de l’utilisation quotidienne de l’eau se baseront sur des connaissances approfondies, permettant de diminuer les risques d’erreur.<p><p>Nous présentons comme résultats de cette recherche, plusieurs conclusions concernant les variables telles que les précipitations, la dynamique de l’apport du bassin versant, le rôle des glaciers dans cet apport, la démographie, la consommation en eau, les pertes dans les systèmes ainsi que l’analyse réalisée sur les contraintes qui pèsent sur les futures sources en eau des villes de La Paz et d’El Alto.<p><p>La prise en compte de l’ensemble de ces aspects dans le cadre du bilan de l’offre et de la demande en eau nous apporte comme résultats :l’influence relative de chaque variable, l’analyse et les moments clés de la gestion de l'eau (temps de la gestion) et une proposition pour sa mise en oeuvre. Par l’application des modèles utilisés et des nouvelles méthodes suggérées dans ce travail, nous proposons de nouveaux outils pour la gestion quotidienne de l’eau.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’irrigation a connu de grands changements dans le bassin du Rhône français durant les trente dernières années du vingtième siècle. La mise en œuvre d’un Système d’Information sur le bassin du Rhône (SIR) montre l’existence de quatre grands systèmes d’irrigation qui s’individualisent au sein de plusieurs « régions d’irrigation ». Ces dernières révèlent des dynamiques contrastées, mettant à mal l’idée que l’irrigation aurait connu une expansion continue et homogène, même si les superficies irriguées augmentent globalement. Ces dynamiques spatiales s’expliquent par les profondes transformations d’une pratique modernisée, utilisant des techniques toujours plus économes en eau. C’est d’ailleurs le deuxième enseignement de la recherche : l’accroissement général des superficies irriguées n’a pas entraîné une augmentation des demandes en eau. Celles-ci ont plutôt tendance à diminuer, de l’ordre de 30 % en trente ans. Sous l’impulsion des gestionnaires, les irrigants font un usage de plus en plus raisonné des ressources en eau et, à terme, il ne faut certainement pas considérer l’irrigation comme une menace généralisée pour les équilibres environnementaux... Le mémoire de thèse s’accompagne d’un système de gestion de l’information géographique et d’un atlas en version électronique. / Over the last thirty years of the twentieth century, irrigation in the French basin of the Rhône river has undergone substantial change. The implementation of a Geographic Information System on the Rhône basin (SIR) demonstrates the existence of four main irrigation systems individualized within several “irrigation regions.” These reveal in turn a series of contrasted dynamics, putting into question the idea that irrigation expansion had been both continuous and homogeneous, even though the total surface area irrigated actually increased. These spatial dynamics can be accounted for by the deep transformations due to a modernised practice that relies on techniques ever more sparing with water. This is in fact the second lesson one can draw from this study : the general increase in irrigated surface areas did not lead to an increase in water demand. On the contrary, water demand has tended to diminish, in the order of 30% over thirty years. Driven by management, the cultivators’ use of water resources is more and more reasoned, so that in the long run irrigation is surely no global threat to environmental balance. The thesis includes a system for managing geographic information as well as an electronic atlas.