Appel propositions de recherche

S2I

Titre du projet	Développement d’un outil d’aide à la décision pour la gestion de l’irrigation des cultures pérennes et annuelles à partir de données Sentinel
Acronyme	S2I
Mots clés (5 à 10)	Irrigation, télédétection haute résolution, cultures annuelles et pérennes
Nom du coordinateur scientifique Titre, Fonction	Dominique Courault^1 & Lionel Jarlan^2 Directrice de Recherches INRA EMMAH (HDR) / Chargé de Recherche IRD CESBIO (HDR)
Organisme Adresse Téléphone Email	^1UMR 1114 EMMAH INRA ; Site Agroparc, Domaine ST Paul, 84914 AVIGNON 04 37 72 23 85 [e-mail] ²UMR 5126 CESBIO UPS-CNRS-CNES-IRD 18 avenue Edouard Belin, BPI 2801, 31401 TOULOUSE 0561558500 [e-mail]
Organisme(s) et Laboratoire(s) impliqués dans le projet	UMR EMMAH Avignon UMR CESBIO Toulouse Université Cadi Ayyad de Marrakech, Maroc Partenaires :SynCrau : Syndicat mixte de la gestion de la nappe de la Crau, Producteur de Foin de Crau, Chambre d’agriculture du Vaucluse Office Régional de Mise en Valeur Agricole du Haouz (Marrakech)
Organisme(s) gestionnaire(s) des crédits	UMR 1114 EMMAH AVIGNON UMR 5126 CESBIO TOULOUSE (tutelle IRD)
Coût prévisionnel total (TTC) et montant de l’aide demandée (TTC)	264653€ 100000€
Cofinancements assurés et/ou prévus (TTC) (y compris autres que nationaux)	129000€
Durée (24 mois minimum – 36 mois maximum)	36 mois

Résumé

L’agriculture est un des principaux consommateurs d’eau. Les pressions anthropiques croissantes associées à des pratiques inadaptées et combinées aux évolutions de la pluviométrie et des températures sont particulièrement problématiques dans certaines régions de la planète (régions arides et semi-arides). Un exemple de région critique est le pourtour méditerranéen. Si l’eau devient un facteur limitant, quelle sera la viabilité de l’agriculture ? L’objectif général de ce projet est d’évaluer les potentialités des nouvelles données satellitaires à haute résolution spatiales et temporelles Sentinel 1 et 2 pour l’aide au pilotage de l’irrigation sur les cultures annuelles et pérennes et l’amélioration de l’efficience de l’irrigation dans une perspective de gestion durable des ressources en eau. Ce projet s’articule plus spécifiquement autour de deux axes principaux :

(1) un axe de développement méthodologique en proposant des approches innovantes pour le suivi de l’évapotranspiration, l’estimation inverse des apports d’eaux agricoles, grandeur encore très incertaine à l’échelle de la parcelle, et la détection du stress hydrique ;

(2) un axe plus finalisé centré sur le renforcement et l’évaluation d’un outil d’aide au pilotage de l’irrigation (outil SatIrr ou Satellite for Irrigation scheduling) initialement développé pour les cultures annuelles par les équipes proposantes (CESBIO-UCAM) que nous proposons d’adapter à un panel de cultures et de conditions environnementales plus larges.

Deux sites du pourtour méditerranéens (en région PACA et au Maroc) représentatifs de ces agrosystèmes irrigués ont été choisis car ils se situent dans des régions où la tension sur l’eau est très forte, les droits à l’eau sont en cours de révision en vue des changements climatiques attendus, et ces dernières années, des restrictions ont été observées dues à des épisodes de sécheresses récurrentes. Les opérateurs de l’eau agricole dans ces deux régions avec lesquels les équipes proposantes ont un long historique de collaboration sont étroitement associés aux activités proposées.

Des enquêtes seront menées sur les pratiques agricoles liées aux principales cultures pérennes sur la région PACA, afin de récupérer le maximum d’information sur l’irrigation mais aussi sur les rendements obtenus à l’échelle de la parcelle pour un échantillon d’exploitations conduites différemment et représentatives de la région. Au Maroc une expérience sera menée sur un site d’Olivier suivi par différents types de mesures, associé à l’analyse des données Sentinel 1 pour la détection du stress hydrique en exploitant le contraste de rétrodiffusion entre le matin (orbite descendante) et le soir (orbite montante) en reliant ce contraste au cycle journalier de relargage de l’eau par les arbres. Sur les différents sites (PACA et Maroc), les mêmes méthodologies pour estimer les variables biophysiques seront utilisées. Le suivi de l’état hydrique des cultures sera aussi effectué, -d’une part à partir des cartes d’évapotranspiration élaborées avec la chaine EVASPA pour les dates où des images LANDSAT8 seront disponibles, et d’autre part à partir de l’utilisation du modèle de suivi du besoin en eau des cultures SAMIR alimentés par des séries temporelles d’images Sentinel 2.

Les résultats attendus sont :

1. l’évaluation de l’outil BVNET pour estimer les principales variables biophysiques décrivant les couverts à partir des données Sentinel dans différents contextes agricoles et de climats (région PACA et bassin du Tensift Maroc);

2. la caractérisation de l’efficience de l’irrigation pour divers agrosystèmes de cultures (pérennes en région PACA et annuelles et pérennes au Maroc) ; élaboration de cartes des besoins en eau à différentes échelles et proposition d’indicateurs caractérisant l‘efficience d’irrigation ;

3. l’évaluation des approches de modélisation du fonctionnement hydrique des vergers et l’élaboration de scénarios d’adaptation aux changements climatiques pour une meilleure gestion de l’eau ;

4. l‘évaluation de nouvelles approches pour (1) la détection du stress hydrique des couverts arborés et (2) l’estimation inverse des apports d’eau agricole ;

5. la consolidation de l’outil SatIrr et sa diffusion aux gestionnaires d’eau et exploitants pour mieux gérer l’irrigation en adéquation avec les besoins réels des cultures.

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