Nous avons réalisé la carte des sols du bassin versant de la Mejerda (figure 17) à partir de la numérisation de la carte de l’Atlas National de Tunisie (feuille des sols à échelle 1 /500000) et les cartes publiées par Amor Mtimet en 199916, en particulier, les profils se dégagent par zone bioclimatique et par leur répartition selon la topographie. Dans le BV de la Mejerda on peut distinguer trois ensembles de sols qui sont : sols de Jbels et collines, sols des piémonts et sols des plaines. La carte présente une grande diversité, liée à la fois à la variation du climat, à la grande variation de la lithologie et au degré de la pente. Ces facteurs jouent un rôle très important dans la répartition spatiale des sols. Ainsi, la nature du substrat constitue un facteur essentiel pour déterminer la réserve utile dans le sol. Ce denier est l’élément fondamental dans l’estimation de l’évapotranspiration réelle. Il en est de même pour la quantification des besoins en eau des cultures et le degré du déficit d’évaporation.
Sur les versants abrupts et les reliefs accidentés du Haut Tell, se rencontrent les lithosols et les rendzines (sols minéraux bruts d’érosion). Ce sont des sols colonisés par une garrigue ou une forêt dégradée. Sur les versants moins abrupts capables de retenir l’eau et sur les hauteurs plus arrosés les cambisols calciques se développent sur marne et argile calcaire. Par ailleurs, les luvisols (sols acides sur alternance d'argile et de grès) sont peu épais mais assez riches en matière organique et relativement stables occupés par une forêt de chêne zen et de chêne liège (Mtimet A., 1999). Le fond vallée de la Mejerda est marqué par la présence des sols alluviaux de texture variable et bien drainés. Dans les plaines les sols bénéficient de leur situation plus basse pour conserver plus d’eau dans leurs horizons inferieurs. Il est à remarquer que les sols solochanks gagnent l’embouchure de l’oued Mejerda et les surfaces humides en général. Enfin, les sols dégradés sont formés sous maquis.
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Figure 16 : Les sols dans le B.V de la Mejerda (d’après carte des sols 1/500000 et Mtimet A.,1999)
L’évapotranspiration est la combinaison de deux processus, l’évaporation et la transpiration. Ainsi la transpiration est d’origine végétal par contre l’évaporation est générée par les sols. En fait, la nature des sols déterminent les apports d’évaporation par ses réserves utiles d’eau (Gallali., 2004). Plus un sol est riche en argile plus il retient l’eau. La réserve en eau utile (RU) dépend de la texture, dans la mesure où elle est faible pour les sables et maximale pour les textures argilo-limoneuses (tableau 7). La connaissance RU est indispensable pour estimer l’ETR car elle en dépend forcément. Mais elle est très difficile à mesurer en réalité car très variable dans le temps et dans l’espace. Le tableau suivant donne une idée générale sur le RU de quelques types de sols dans le BV de la Mejerda (on revient sur ce point dans le chapitre de la méthodologie).
Dans le BV de la Mejerda l’hétérogénéité des sols est en général très forte, et ce au niveau de ses capacités de rétention, de ses textures et de ses structures (Bortli et al., 1973). On a pu constater que ces sols offrent à la réserve hydrique et le développement de la végétation des possibilités très variables. À ces caractéristiques s’ajoutent les perturbations, très nettes dans la région, d’ordre climatique (gel, stress hydrique…) anthropique (labour) ou biologique (modifications des sols par la végétation par la pousse des racines). En fait, le stock d’eau du sol se trouve constamment réajusté au gré des pertes et des apports (Gallali., 2004). Aussi, il est en rapport avec d’autres facteurs tels que :
- la pente du terrain,
- l’état de l’humidité du sol, - la couverture végétale.
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Tableau 9: Volumes des réserves utiles de quelques sols dans le BV de la Mejerda
Typologie des sols Réserve Utile (RU) en mm (profondeur de 0 à 80 cm) Sableux 70 argileux 180 limo-argileux 220 vertisol 160 isohumique 180 peu évolué 170
Source : Ben Hassine et al., 2003 et Taher Gallali., 2004 2.1.4. Le tapis végétal
Il est admis que la végétation intervient sur l’évapotranspiration. D’abord, elle intervient sur le pouvoir évaporant de l’atmosphère, et ce par l’effet de l’albédo. En effet, une forêt sombre de feuillus pourrait avoir un albédo très faible (0,05) alors les prairies ou les champs élaborés pourraient avoir un albédo plus moins élevé (0,3) (Cosandey eau et al., 2012). Il résulte donc, plus d’énergie, facteur stimulant de l’évapotranspiration, dans les secteurs forestiers que les autres secteurs. Ensuite, elle intervient sur la quantité d’eau dans le sol disponible pour l’évaporation. Car la végétation forestière, comparée avec une végétation basse présente, forme « un écran » pour freiner le dessèchement rapide du sol et ralentir l’épuisement rapide du stock d’eau dans le sol (Cosandey eau et al., 2012).
L’examen de la figure 18 du couvert végétal, extraite de la carte de la végétation (Atlas National de la Tunisie, révisé par Gammar A.M., 1999) et de quelques photos prises sur le terrain entre 2009 et 2012, montre que le BV de la Mejerda est une région à faible couvert végétal. Il présente une végétation diversifiée et très dégradée sur les montagnes où les piémonts sont défrichés et les plaines sont largement cultivées. Certes, le couvert végétal est un facteur déterminant dans la spatialisation de la carte de l’occupation du sol, elle-même, un élément principal pour déterminer les coefficients culturaux. Ces derniers constituent une information de base pour la réalisation de la cartographie de l’évapotranspiration maximale (nous reviendrons sur ce point dans la deuxième partie). À partir de la figure 18 nous avons pu distinguer les formations et les groupes suivants :
-
Les forêts : elles se distinguent par la présence d’une série de chênes zen, chênes lièges, chênes verts et pin d’Alep. Cette série est observée surtout aux limites nord du bassin versant de la Mejerda et les monts du Tell, à titre d’exemple sur la ligne de crête Kroumirie-Mogôds, à l’ouest du Kef et les environs de Tala. Elles constituent environ 10% de la superficie du bassin et elles sont en état de dégradation (photos de la figure 19).48
Figure 17 : Le couvert végétal dans le BV de la Mejerda (d’après la carte de la végétation 1/2000000)
-
Les matorrals : formés par les chênes kermès, oléastres, lentisques, les caroubiers, les romarins et situés en particulier sur la rive droite de l’oued Mejerda, les plateaux du Tell et les monts de Siliana. Ils représentent des pourcentages modérés allant de 12 à 15 % de la superficie. On distingue aussi, la végétation des piémonts sur les glacis encroûtés. C’est une végétation spontanée et limitée à quelques espèces (oléastres, romarins…) où son recouvrement17 est inférieur à 50%.-
La végétation des terres humides et salées : cette unité regroupe les végétations azonales des Garaâts et Sebkhats et la végétation à bord des cours d’eaux. C’est dans les secteurs à topographie basse où la salure peut atteindre des teneurs plus importants. Sa présence indique les zones à forte accumulation d’eau ou de sels. Couvrant moins de 4% de la superficie totale du bassin et se trouve surtout dans la basse Mejerda et dans des cas minimes alentours des barrages (photos de la figure 19), où la végétation se limite à quelques espèces halophiles (salicorne, et athrocnème) ou hygrophiles (joncus et orge sauvage) El Garouni., 1995.-
La végétation des terres cultivées : cette catégorie regroupe des types très variés, depuis les prairies jusqu’à l’arboriculture fruitière. Elle intéresse l’ensemble du bassin de la Mejerda. En outre, Il est difficile dans une présentation aussi sommaire de caractériser avec précision le couvert d’une zone cultivée. Nous ne pouvons pas, cependant, séparer dans certaines zones les unités forestières des prairies (prairies, cultures, série oléastre, de pin d’Alep …).
17 C’est la projection verticale de dessus vers le sol du volume de la strate. Le matorral est dense si le taux de recouvrement est supérieur à 80%, il est troué s’il est entre 50 et 80% et il est clair s’il est entre 25 et 50% (source : http://brahimjaziri.jimdo.com/ )
49 Il va sans dire que le BV de la Mejerda est caractérisé par un faible recouvrement forestier. Tandis que les zones nues et les zones cultivées représentent environ 70% de l’ensemble de la région. Ce panorama agit, sans doute, sur la spatialisation et la dynamique de l’évapotranspiration maximale et le déficit d’évaporation étudiés plus loin dans ce travail.
50 2.1.5. La carte de l'occupation et de l’utilisation des sols
La carte de l’occupation du sol peut être définit comme « la couverture biophysique de
la surface des terres émergées » (FAO., 1998) et elle « tente à mettre en valeur la relation entre
l'homme et son milieu » (Omrane N., 1982). La carte d’occupation du sol représente une
information de base, pour les inventaires des cultures, la détermination de l’évapotranspiration maximale et de la détermination du déficit hydrique. Elle représente un des objectifs pour tester l’apport de l’analyse multi-temporelle des images satellites pour la cartographie de l’occupation du sol. En outre, la couverture spatiale joue un rôle primordial dans les processus de génération du ruissellement sur les versants et d’infiltration de la pluie vers la zone non saturée. En effet,
« un même type de sol peut avoir des comportements différents par rapport à ces processus,
selon l’occupation de la surface » (Kingumbi., 2006).
Dans ce contexte, il s’agit de mettre en place un prototype de carte d’occupation-utilisation des sols dans la région d’étude à l’aide des différents documents : les inventaires des Commissariats Régionaux au Développement Agricole (C.R.D.A), les recensements de l’Office des Terres Domaniales (O.T.D), les campagnes du terrain, les documents issus de la littérature... La figure 23 et le tableau 8, relatifs à l’occupation et l’utilisation des sols dans le BV de la Mejerda, révèlent que la région est à vocation agricole, d’une surface de 16400 km2 dont environ 60 % du territoire est cultivé. Les cultures annuelles en sec, les céréalicultures, les maraîchages et les arboricultures fruitières représentent les éléments du paysage agricole. Cependant, le couvert végétal est plus intense le long du cours d’eau de la Mejerda et au Nord de sa rive gauche. Par contre, cette couverture végétale est d’autant plus faible sur le secteur de la rive droite, en particulier aux pays de Tala. Ceci s’explique par la présence d’un climat subhumide au Nord et un climat semi-aride au sud de la région.
Les cultures céréalières et fourragères (blé, orge, luzerne, bersem… voir photos dans
la figure 20), occupent les terres intérieures de la région, les fonds de dépressions et les terrasses entre les pentes reboisées et les périmètres irrigables. La surface exploitée occupe près de 939.4 mille ha en 2010 (soit 57,28% de la superficie totale du BV de la Mejerda). Un zonage des céréales peut être effectué selon la dominance et la densité18 (Samaâli H., 2011) : on distingue trois types de cultures céréalières :
-
le premier concerne l’aire céréalière à dominance forte dans le domaine de la moyenne Mejerda, sur les environs de Béja et Siliana, en particulier, dans les vastes plaines et les versants à pente faible.-
le deuxième, est l’aire céréalière à dominance moyenne, essentiellement, sur les plateaux du haut Tell du Kef, Tala et Ghardimaou. En général, ces secteurs se caractérisent par la pratique des céréalicultures pluviales.-
le troisième celui de l’aire céréalière à dominance faible dans la basse Mejerda pour les environs de Raoued, Cherfech, Aousja et sur les versants nord de Jebel Ennahli et de Jebel Ammar.L’importance de ce secteur se ressentit par la suite dans la répartition spatiale de l’évapotranspiration maximale, là où le coefficient cultural (Kc) du blé joue un rôle important dans les quantités évaporées.
18 C’est la surface relative du sol couverte par l’espèce : dominance forte plus de 60% ; dominance moyenne de 40 à 60% ; dominance faible moins de 40%.
51
Figure 19: (a) Champs de fourrage (variété Bersim) et (b) Champs de blé (variété Razzak) dans la plaine de Jendouba (Crédit photo, Mjejra M.,)
Les secteurs irrigués occupent 186.9 mille ha, soit 11.4% de la superficie du BV de la
Mejerda (tableau 10). Ils s’étendent sur des pentes inférieures à 6 % et des vastes plaines, en particulier, sur les périmètres irrigués publics tout le long de l’oued Mejerda et ses principaux affluents. Les cultures maraichères (Artichaut, légumes à racines, légumes à feuillus….voir les photos dans la figure 21) se situent généralement aux environs des cours d’eaux principaux et les grands barrages. Aussi, de petites surfaces irrigables se localisent dans les vallées étroites du Haut Tell. Il est à retenir que les surfaces irriguées sont en extension progressive, surtout avec la création d’importants périmètres irrigués est en parallèle aux grands aménagements hydro-agricoles réalisés dans le cadre des plans directeurs régionaux du Nord et du Centre (Charif A., 1998).
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Figure 20: Quelques spéculations qui caractérisent le maraîchage dans la basse Mejerda : (a) Artichaut, (b) Epinard et (c) Chou rouge (cliché Samaâli H., 2011, avec l’aimable autorisation
de l’auteur)19
Les arboricultures essentiellement l’oléiculture, la viticulture et abricotier se localisent
dans la basse Mejerda et les plaines abritées dans les secteurs intérieurs. La forêt occupe une portion importante du territoire de la région soit 17.3% (figure 22). En effet, la densité de la forêt est nettement remarquable sur la limite nord de la haute Mejerda sur les massifs de la Kroumirie et sur les plateaux centraux du Haut Tell. Inversement elle devient estompée sur les secteurs sud de la région par les garrigues et les matorrals. En somme, ce qui précède laisse apparaitre l’importance du potentiel agricole du BV de la Mejerda20.
19Les photos ont été prises 2006 et 2007 par Hamouda Samaali lors des campagnes de terrain de sa thèse soutenue en 2011. Nous avons utilisés cette documentation pour valider la carte de l’occupation du sol pour la saison agricole 2006-2007, dans la parcelle de Kalaât Landalous dans la basse Mejerda
20Dans le cadre de ce travail, nous avons adapté une méthode satellitale pour déterminer les cartes d’occupation des sols à l’échelle annuelle sur la région de la Mejerda. Nous exposons cette méthode et les résultats dans la 2éme partie, et ce pour déterminer les coefficients culturaux, éléments fondamentaux pour calculer l’ETM.
a
)
b
c
53
Figure 21 : Quelques variétés des arboricultures dans la basse Mejerda : (a) pêchers (b) poiriers (c) pommiers et (d) vigne (cliché, Samaâli H., 2011, avec l’aimable autorisation de l’auteur)21.
Tableau 10: Occupation actuelle des sols dans le B.V de la Mejerda (2010) Classe d’occupation du sol Surface en (1000 ha) Surface en (%)
Cultures annuelles et jachère 939.4 57.28
Périmètres irrigués 186.9 11.40 Arboricultures 100.1 6.10 Prairies 50.8 3.1 Forêt 183.7 17.3 Garrigues 55.7 3.4 Zones humides 18.4 1.12 total 1640 100
En définitive, l’état actuel de l’occupation et de l’utilisation du sol montre que le BV de la Mejerda s’individualise par une dynamique spatiale très variée. Ceci explique, en partie, par la suite la répartition spatio-temporelle de l’ETM.
21Les photos ont été prises 2006 et 2007 par Hamouda Samaali lors des campagnes de terrain de sa thèse soutenue en 2011
b
a
54
Figure 22 : Occupation du sol dans le BV de la Mejerda (2010)
55 2.2. Caractéristiques climatiques du bassin versant de la Mejerda
Le climat du BV de la Mejerda comme celui du Nord de la Tunisie est de type méditerranéen, caractérisé par des hivers doux et humides et des étés chauds et secs. Le BV de la Mejerda constitue la région la plus pluvieuse du pays, où la pluviométrie maximale en hiver dépasse 1000 mm par an sur les massifs de la Kroumirie. Les températures estivales moyennes maximales sont relativement élevées, elles varient de 29 à 35 °C et elles n'excèdent pas 35°C surtout dans les secteurs abrités. En hiver, les minima moyennes varient, en général, de 2 à 8°C et elles atteignent parfois quelques degrés en dessous du zéro le jour, et encore plus basses la nuit surtout à l’ouest de la région, là où la neige peut tomber de temps en temps (voir photos 1 et 2). Pour les besoins de cette étude, nous avons repris les principaux éléments climatiques intervenant dans la mesure et l’estimation de l’ETP. La cartographie de ces paramètres a été réalisée en utilisant l’interpolation par la méthode de Co-krigeage22 qui paraît la plus adéquate et la plus proche de la réalité climatique du BV de la Mejerda. Le Co-krigeage paraissait plus pertinent du fait de la prise en compte des altitudes (Ebener S., 2000). Toutefois, l’exécution de la méthode se fait par le logiciel ArcGIS. Il permet de visualiser les résultats des interpolations, sous forme cartographique et fichiers cartes (.img) en mode raster ou vecteur. Nous avons opté à exposer les cartes en mode vecteur, en raison de simplifier l’information sur les figures et d’avoir une représentation avec des iso-lignes plus lisses (Palko et al., 2003).
Figure 23: Phénomène de neige dans le BV de la Mejerda : en haut à Gardimaou, ouest de Jendouba et en bas à Dachret Nabeur, Nord-Est du Kef (Crédit photo : Mjejra M., 2012)
22 La méthode enchaîne 4 étapes:
1- reconnaissance des stations les plus proches du point d’estimation et partition du territoire par des pixels circonscrits selon la grille du MNT utilisé;
2- identification des variables explicatives (pente, orientation, la rugosité topographique) puis analyse par régression multiple dans le cadre de chaque pixel;
3- interpolation : application des coefficients aux pixels.
56 2.2.1. Les températures
La température représente un facteur important de l’évapotranspiration plus elle est forte la demande évaporatoire de l’atmosphère augmente. Pour évaporer une lame d’eau de1 mm d’épaisseur, il faut 590 kcal/m2, donc, elle est très importante dans l’évaluation de l’évapotranspiration (Diop., 2009). Considérant toute la période d’étude, les caractéristiques des températures sur tout l’ensemble du BV de la Mejerda peuvent être résumées comme suit : 2.2.1.1 À l’échelle annuelle
Les températures moyennes présentent une grande variation spatiale. Les sommets montagneux sont sensibles moins chauds que les bassins intra montagnards de la vallée de la Mejerda (Henia L. coord. 215). Certes, les plaines du couloir de Jendouba-Béja-Borj Amri-Cherfech constituent la région la plus chaude avec des températures moyennes annuelles comprises entre 18° et 20°C, en effet, c’est l’axe du cours d’eau de la Mejerda. Ceci s’explique par leur situation topographique bien abritée aux flux rafraîchissants du nord et favorable aux effets des vents chauds et secs de sud qui contribuent à rehausser les températures (Bousnia A., 2000). Par contre, dans les régions élevées du Haut Tell (Kef, Tala, les sommets de la Kroumirie et la Dorsale) se situent les noyaux modérés des températures qui varient entre 15° et 16°C (figure 10). Ceci est en rapport avec l’effet de l’altitude qui entraine une baisse de la température. On note aussi, une opposition entre les secteurs de la côte et les secteurs de l’intérieur (Jendouba 19 °C et Ghar Melh 17,5 °C). Cette opposition est due à l’effet de la mer qui adoucit les températures des régions avoisinantes et explique en grande partie le contraste thermique sensible entre le littoral et l’intérieur de la région. (Henia L, Coord., 2015).
Figure 24: Les températures moyennes annuelles dans le BV de la Mejerda (2000-2011)
57 2.2.1.2 À l’échelle saisonnière
Les températures moyennes se caractérisent par un rythme saisonnier très marqué et une variation spatiale très nette. Le tableau 11 montre que les valeurs, en général, diminuent des secteurs sud aux secteurs nord du BV de la Mejerda et de l’intérieur à la frange littorale. Sans