Retenues collinaires et impacts associés : travail d'exploitation du recensement général agricole (2010)

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Retenues collinaires et impacts associés : travail

d’exploitation du recensement général agricole (2010)

L. Roger

To cite this version:

L. Roger. Retenues collinaires et impacts associés : travail d’exploitation du recensement général agricole (2010). irstea. 2013, pp.59. �hal-02598824�

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EQUIPE POLLDIFF

Stage sous la direction de NADIA CARLUER

P

ARTIE

1 :

T

RAVAIL D

’

EXPLOITATION DU

R

ECENSEMENT

G

ENERAL

A

GRICOLE

(2010)

Retenues collinaires

& impacts associés

L

AETITIA

R

OGER MARS - AOUT 2013

Irstea Lyon-Villeurbanne

5 rue de la Doua

69100 Villeurbanne

Pour mieux affirmer ses missions, le Cemagref devient Irstea

(3)

Sommaire

INTRODUCTION : PRESENTATION DU CONTEXTE ... 1

METHODOLOGIE APPLIQUEE ... 2

1. MISE EN FORME DES DONNEES ... 2

1.1 Données concernant les exploitations ... 3

1.2 Données concernant les cultures ... 4

1.3 Données sur l’irrigation ... 6

2. REPRESENTATION SUR ARCMAP ... 8

2.1 Représentation de la source d’irrigation ... 8

2.2 Corrélation avec la géologie ... 14

2.3 Représentation de l’irrigation ... 15

3. ANALYSES STATISTIQUES DES DONNEES ... 23

3.1 Lien entre la densité d’utilisation de retenues collinaires et des paramètres naturels ... 24

3.2 Choix des variables pour une première analyse ... 31

3.3 Choix des analyses statistiques ... 33

3.4 Choix des variables pour une seconde analyse ... 38

3.5 Comparaison des analyses des deux séries ... 53

CONCLUSION ... 56

BIBLIOGRAPHIE ... 58

ANNEXES ... 59

1. ANNEXE 1 :LISTE DES DEPARTEMENTS DU BASSIN RM&C ... 60

2. ANNEXES 2 :TABLEAUX RECAPITULATIFS DES DONNEES RGA SUR LES ASSOLEMENTS ... 61

3. ANNEXES 3 :CARTES REPRESENTANT LES MODES D’IRRIGATION ... 63

4. ANNEXE 4 :CARTOGRAPHIE DES AQUIFERES A L’AFFLEUREMENT ... 65

5. ANNEXES 5 :CARTES DES CULTURES IRRIGUEES PAR SAU PAR GRANDES REGIONS ... 66

6. ANNEXE 6 :EXEMPLE DU PROCESSUS DE STATISTIQUES ZONALES SOUS ARCMAP ... 69

7. ANNEXE 7 :CARTES DES PARAMETRES NATURELS SOUS ARCMAP ... 70

8. ANNEXE 8 :BOX-PLOTS DE LA SECONDE ANALYSE, PREMIERE SERIE DE TESTS ... 71

9. ANNEXE 9 :BOX-PLOTS DE LA SECONDE ANALYSE, SECONDE SERIE DETESTS ... 74

Source photographies page de garde : photographies personnelles de retenues du bassin versant de l’Yzeron.

(4)

Table des illustrations

Figure 1 : Représentation des cantons du bassin RM&C (RGA, 2010) ... 3

Figure 2 : Nombre d’exploitations utilisant des retenues collinaires alimentées par ruissellement (ou captage dans cours d’eau) et des étangs comme source d'eau pour l'irrigation, et nombre d’exploitation avec retenue, ramené au nombre total d’exploitation par canton (RGA, 2010) : carte relative au paragraphe 2.1.1. ... 9

Figure 3 : Représentation des retenues sup. à 1000m3, des étendues d'eau douces de surface naturelles et des puits, servant à l'irrigation (RGA, 2010) : carte relative au paragraphe 2.1.4. ... 12

Figure 4 : Représentation de la densité d’exploitations utilisant des retenues collinaires sur le bassin RM&C (RGA, 2010) : carte relative au paragraphe 2.1.4. ... 13

Figure 5 : Représentation du taux de SAU irriguée sur le bassin RMC (RGA, 2010) ... 16

Figure 6 : Représentation du taux de cultures irriguées en région Rhône-Alpes (RGA, 2010) ... 18

Figure 7 : Graphique représentant les taux de surfaces cultivées par grandes régions du bassin RM&C (RGA, 2010), données modifiées ... 22

Figure 8 : Carte de la densité d'utilisation des retenues et étangs et de la pente moyenne (%) sur le bassin RM&C (RGA, 2010) ... 25

Figure 9 : Carte de la densité d'utilisation des retenues et étangs et de la densité de drainage moyenne (m/km²) sur le bassin RM&C (RGA, 2010) ... 26

Figure 10 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de surfaces et de la pente moyenne (%) sur le bassin RM&C (RGA, 2010) ... 27

Figure 11 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de surfaces et de la densité de drainage moyenne (m/km²) sur le bassin RM&C (RGA, 2010) ... 28

Figure 12 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de forages et de la pente moyenne (%) sur le bassin RM&C (RGA, 2010) ... 29

Figure 13 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de forages et de la densité de drainage moyenne (m/km²) sur le bassin RM&C (RGA, 2010) ... 30

Figure 14 : Mindmap relatif aux études statistiques (source personnelle) ... 32

Figure 15 : Matrice des corrélations : Pearson (RGA, 2010)... 34

Figure 16 : Matrice des corrélations : Spearman (RGA, 2010) ... 35

Figure 17 : Régression linéaire entre la densité d'utilisation de retenue et le volume d'eau pour l'irrigation (RGA, 2010) ... 36

Figure 18 : Régression linéaire entre les densités d'utilisation de retenues et la densité de drainage (RGA, 2010) ... 36

Figure 19 : Histogrammes des variances expliquées (RGA, 2010) ... 37

Figure 20 : Cercle des corrélations (RGA, 2010) ... 37

Figure 21: Mindmap de la seconde analyse statistique (source personnelle) ... 39

Figure 22 : Matrice des corrélations : Pearson, 2nde analyse, 1ère série (RGA, 2010) ... 41

Figure 23 : Matrice des corrélations : Spearman, 2nde analyse 1ère série (RGA, 2010) ... 42

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Figure 25 : Cercle des corrélations : 2nde analyse, 1ère série (RGA, 2010) ... 43

Figure 26 : Nuage des individus : 2nde analyse, 1ère série (RGA, 2010) ... 44

Figure 27 : CAH sur données standardisées (RGA, 2010) ... 45

Figure 28 : Box-plot pente (RGA, 2010) ... 46

Figure 29 : Box-plot_taux de SAU irriguée (RGA, 2010) ... 46

Figure 30 : Box-plot latitude (RGA, 2010) ... 46

Figure 31 : Matrice des corrélations_Pearson, 2nde série (RGA, 2010) ... 48

Figure 32 : Matrice des corrélations_Spearman, 2ème analyse, 2nde série (RGA, 2010) ... 49

Figure 33 : Histogramme des variances expliquées, 2ème analyse, 2nde série (RGA, 2010) ... 49

Figure 34 : Nuage des individus, 2ème analyse, 2nde série (RGA, 2010) ... 50

Figure 35 : Cercle des corrélations, 2ème analyse, 2nde série (RGA, 2010) ... 50

Figure 36 : CAH, 2ème analyse, 2nde série (RGA, 2010) ... 50

Figure 37 : Box-plot_longitude, 2nde série : 5 groupes (RGA, 2010) ... 51

Figure 38 : Box-plot_latitude, 2nde série (RGA, 2010) ... 52

Figure 39 : Box-plot_taux de SAU irriguée, 2nde série (RGA, 2010) ... 52

Figure 40 : Box-plot_taux de vignes irriguées, 2nde série (RGA, 2010) ... 52

Figure 41 : Box-plot_pente, 2nde série (RGA, 2010) ... 52

Figure 42 : Représentation spatiale de la CAH, 2nde analyse, 2nde série ... 54

Figure 43 : Représentation spatiale de la CAH, 2nde analyse, 1ère série ... 54

Table des tableaux

Tableau 1 : Cantons manquant à l'étude (RGA, 2010) ... 3

Tableau 2 : Regroupement des cultures selon des critères agronomiques (source personnelle) ... 5

Tableau 3 : Total des surfaces de cultures irriguées par régions (RGA, 2010) ... 22

Tableau 4 : Hectares manquants à l'analyse statistique (source personnelle) ... 40

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Table des abréviations

Ici figurent les abréviations utilisées dans le corps de la synthèse, par ordre alphabétique. ACP : Analyse en Composantes Principales

AFC : Analyse Factorielle des Correspondances

Agence de l’Eau RM&C : Agence de l’Eau Rhône, Méditerranée et Corse CACG : Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne

CAH : Classification Ascendante Hiérarchique DD : Densité de Drainage

IDPR : Indice de Développement et de Persistance des Réseaux

Irstea : Institut de Recherche en Sciences et Technologies pour l’Environnement et l’Agriculture

PollDiff : équipe Pollutions Diffuses d’Irstea Lyon RGA : Recensement Général Agricole

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Retenues collinaires et impacts, Partie 1 : exploitation du RGA 2010

Laetitia Roger Page 1 sur 76

In t r od u ct ion : p r és en t a t ion d u

con t ext e

Le dernier Recensement Général Agricole (RGA) a été réalisé en 2010 par des enquêteurs du ministère de l’agriculture, de l’agroalimentaire et de la forêt. Le RGA nous informe sur les caractéristiques des exploitations agricoles présentes sur le territoire national (métropole et départements et territoires d’outre-mer). Toutes les exploitations y sont recensées, quelle que soit leur taille (Ministère de l'agriculture de l'agroalimentaire et de la forêt, 2013). Le RGA est en libre accès sur le site d’Agreste qui gère tout ce qui a trait à la statistique agricole.

Dans le cadre des recherches à effectuer sur les plans d’eau du bassin Rhône, Méditerranée et Corse (RM&C) avec l’Agence de l’Eau RM&C, il est intéressant de travailler sur les données fournies par le RGA. Celui-ci indique l’origine de l’eau utilisée pour l’irrigation par les exploitants et notamment, l’utilisation des retenues collinaires comme source d’eau. Ces informations vont permettre de faire une représentation géographique de la densité des retenues collinaires sur le bassin RM&C pour identifier leur localisation. Des analyses statistiques seront réalisées pour essayer de faire ressortir les facteurs physiques ou culturaux, influençant l’implantation des retenues.

Dans un deuxième temps, le travail consistera à faire un échantillonnage des cantons où un grand nombre d’exploitations utilisent des retenues (ou étangs) comme source d’irrigation. Ce travail fera l’objet d’un autre rapport, en tant que suite de celui-ci : l’idée est de se concentrer sur des cantons où l’utilisation des retenues d’eau est importante (Roger, 2013).

Dans un premier temps, j’expliciterai la mise en forme des données que j’ai dû réaliser. Cela me permettra de mettre en avant les difficultés rencontrées avant de poursuivre sur l’exploitation des données sous le logiciel ArcMap et enfin sur les analyses statistiques, via le logiciel R.

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Mét h od ologie a p p liqu ée

L’Agence de l’eau RM&C a transmis à l’équipe Pollutions agricoles diffuses d’Irstea (PollDiff), le RGA 2010, centré sur les cantons du territoire du bassin Rhône, Méditerranée et Corse. En citation sera mise la référence du RGA disponible en ligne.

Ce bassin s’étend sur près de 130 000 km² sur le continent et 8 700 km² pour la Corse. Il englobe 8 régions (Lorraine, Champagne Ardenne, Franche Comté, Bourgogne, Rhône-Alpes, Provence Alpes Côte d’Azur, Languedoc-Roussillon et Corse) et 31 départements. Il contient 866 cantons, d’une superficie moyenne de 157 km². En annexe sont listés tous les départements pris en compte dans le bassin RM&C (annexe 1).

Les données du RGA 2010 sont sous forme de tableur Excel. Les informations suivantes y figurent :

 Nombre d’exploitations par canton

 Superficie des cultures présentes par canton  Surface des cultures irriguées par canton

 Données sur la viticulture (AOP, vins rouges, rosés…)

 Données sur le drainage et le type d’irrigation effectué (goutte-à-goutte, aspersion…)

 Données sur l’origine de l’eau (retenues, réseaux collectif, puits…)  Données sur le travail du sol (labour ou non, couverture végétale…)  Cheptel

 Fertilisation (engrais, fumier et surfaces n’ayant reçu aucun produit phytosanitaire)

 Données sur les successions au sein de l’exploitation  Données sur les éléments de paysages (haies, arbres, murs)  Données sur l’apiculture, l’agriculture bio, la surface pâturée

1. M

ISE EN FORME DES DONNEES

Du fait du secret statistique, conformément à la loi n°57-711 du 7 juin 1951, les données individuelles d’ordre économiques, financiers ou privés, ne peuvent être promulguées (Legifrance, 2013). Cela signifie que si un canton ne contient pas plus d’une ou deux exploitations, les données leur revenant ne seront pas diffusées. Elles apparaissent alors sous forme de « s » dans les tableaux de données.

(9)

Il n’est pas possible d’obtenir des données non soumises au secret statistique dans le temps qui nous est imparti (nous avons appris qu’il aurait fallu faire une demande auprès de la commission du secret statistique qui se réunit en juin et donne les résultats en août). Les données ont alors été transformées afin de pouvoir les traiter.

Une fois les données prêtes, il a été possible de les exploiter via le logiciel d’information géographique et spatiale ArcMap, de la suite ArcGis, pour obtenir une représentation cartographique. Les parties 1.1, 1.2 et 1.3 présentent les différentes données et les modifications qui ont dû leur être apportées.

1.1 D

ONNEES CONCERNANT LES EXPLOITATIONS

Ces données permettent dans un premier temps, de visualiser les cantons du bassin RM&C et les exploitations associées : au total, 103 975 exploitations sont présentes dans le bassin. Sur la couche de base de la France cantonale, sur laquelle les données du RGA ont été jointes, 4 cantons du bassin RM&C ne sont pas représentés géographiquement. Les 4 cantons qui manqueront à l’étude sont les suivants :

Tableau 1 : Cantons manquant à l'étude (RGA, 2010)

Code canton Libellé du canton Nombre d’exploitations présentes sur le canton

C1354 Aubagne Est 80

C1394 Aubagne 82

C6952 Ecully 14

C6953 Gleizé 443

La carte suivante (figure 1), est la carte de base qui servira à l’exploitation géographique des données du RGA (soit 862 cantons sans les 4 cantons précédents) :

Figure 1 : Représentation des cantons du bassin RM&C (RGA, 2010)

(10)

1.2 D

ONNEES CONCERNANT LES CULTURES

1.2.1 « Suppression » du secret statistique

Comme il a été expliqué précédemment, les données sous secret statistique ont dû être modifiées car la présence de valeurs non spécifiées empêchait beaucoup de traitements et des pertes de données importantes sur ArcMap (celui-ci n’affichant pas les cantons contenant une valeur « s » parmi leurs différents champs).

 Exemple des modifications apportées

Prenons le cas de la culture de blé d’hiver. La somme des superficies de blé d’hiver sur tous les cantons du bassin RM&C est de 286 937 ha. Il s’agit de la vraie valeur, c’est-à-dire de la somme des superficies sans soustraction des données sous secret statistique. En effet, lorsque je calculais la somme des superficies déclarées de blé d’hiver par canton, sur tout le bassin, j’obtenais la valeur de 285 638 ha (soit avec la soustraction des données « s »). En faisant la différence entre la somme donnée et la somme calculée, j’ai obtenu le nombre d’hectares manquant, soit 1 299 ha, à répartir entre les différentes exploitations sous secret statistique. Après avoir dénombré le nombre d’exploitations sous secret statistique pour la culture de blé d’hiver (soit 118), j’ai réparti le nombre d’hectares manquant de façon égale entre elles (soit 11 ha). Ainsi, j’obtiens la même somme que celle qui nous est donnée. J’ai effectué cette opération pour toutes les cultures du bassin. On a supposé ainsi minimiser le biais, par rapport à une suppression des données sous secret, qui aurait entraîné un manque dans les analyses suivantes.

1.2.2 Regroupement des cultures

Les cultures recensées par l’enquête sont classées de manière trop précise pour la représentation spatiale souhaitée. En conséquence, les cultures ont été regroupées selon des critères agronomiques d’irrigation et de techniques culturales (communication personnelle, G. Le Hénaff).

Par exemple, les plantes aromatiques, médicinales etc. –incluses initialement dans les productions industrielles-, ont été mises dans une catégorie unique car elles sont souvent fortement irriguées. De même pour l’olivier, séparé des autres cultures permanentes, du fait de son itinéraire technique particulier. A l’inverse, toutes les cultures céréalières, correspondant à une culture d’hiver ont été regroupées. Le colza a été joint au groupe des cultures céréalières d’hiver car leurs techniques culturales sont similaires sur une zone géographique donnée. Le regroupement final est représenté sur la page suivante (tableau 2). Les superficies de chacune des cultures est présent en annexe 2.

(11)

Tableau 2 : Regroupement des cultures selon des critères agronomiques (source personnelle)

Groupe

effectué Cultures céréalières d’hiver

Cultures céréalières de

printemps Maïs Riz Tournesol

Autres

oléagineux Protéagineux Maraichage Plantes à textiles

Cultures figurant dans le groupe

Blé dur et tendre d’hiver Avoine d’hiver Triticale Orge d’hiver Seigle Mélanges de céréales (non dissociées à la récolte) Colza d’hiver Blé dur et tendre de printemps Avoine de printemps Orge de printemps Sorgho Mélanges de céréales (non dissociées à la récolte) Colza de printemps Maïs grain, semence et maïs fourrage Riz Indica et autres (Japonica , Ariette) Soja Lin Autres (moutarde, sésame, carthame, ricin, cameline, œillette) Pois Féverole Vesce Lupins Légumes frais et secs Fraises Melon Pomme de terre Plantes et fleurs ornementales Chanvre Lin Autres (jute, kénaf, sisal) Groupe

effectué Cultures industrielles

Plantes aromatiques, médicinales

Cultures

permanentes Olivier Vigne Jachères Prairie et autres fourrages

Cultures figurant dans le groupe Houblon Tabac Betterave industrielle Semences grainières Chicorée à café Racine endive Plantes à parfum, pharmacie, condiment, plantes aromatiques Fruits à noyau Fruits à pépin Agrumes Petits fruits Fruits à coque Arbres de Noël Pépinières ornementales Cultures à vocation énergétique Autres (jonc, mûrier, osier…) Raisin de table Raison de cuve Vigne mère de porte-greffe Pépinière viticole En contrat ou

non Cultures fourragères Surface Toujours en Herbe Plantes sarclées fourragères Légumineuses fourragères Sorgho fourrager

Prairies artificielles

Prairies semées avant sept. 2004 Prairies semées après sept. 2004 Prairies peu productive

(parcours, landes…)

Pour le tournesol et l’olivier, ces cultures étant différentes des autres groupes (notamment au niveau de l’irrigation, généralement plus importante), nous avons préféré les isoler. Toutes les indications sur les cultures sont explicitées sur le site du Recensement Général Agricole, au niveau de la méthodologie du questionnaire transmis aux enquêteurs (cf. bibliographie en fin de rapport).

(12)

1.3 D

ONNEES SUR L

’

IRRIGATION

Pour les données concernant l’irrigation, les transformations liées au secret statistiques ont à nouveau dû être réalisées.

1.3.1 Surfaces irriguées

Le RGA renseigne les surfaces irriguées par culture. Il est alors intéressant de calculer le rapport des surfaces irriguées par culture sur la SAU totale irriguée par canton (ne prenant pas en compte les jardins et vergers familiaux). Cela permet de visualiser quelles sont les cultures les plus irriguées par canton et, globalement, sur tout le bassin RM&C.

D’autres champs d’informations, telles que les données sur le volume d’eau utilisé pour l’irrigation par canton (durant l’année de la campagne de recensement), permettent de calculer la lame d’eau (m3/ha) grâce à la SAU totale irriguée par canton. La surface totale maximale irriguée par canton sur les trois années renseignées, de 2007 à 2010 est aussi disponible.

Les résultats sous forme de tableau, des différentes superficies utilisées pour tout le bassin RM&C (SAU irriguée, SAU cultivée, SAU totale, surfaces des cultures irriguées), sont présentes en annexe 2.

1.3.2 Sources d’irrigation

L’enquête sur les compléments d’irrigation renseigne le nombre d’exploitations utilisant des retenues collinaires ou des étangs comme origine d’eau d’irrigation. A la lecture du guide méthodologique transmis aux enquêteurs, on s’aperçoit cependant que cette donnée n’est pas suffisante. En effet, il a été recensé comme « retenues collinaires », les ouvrages correspondant à la définition suivante (Ministère de l'agriculture de l'agroalimentaire et de la forêt, 2013) :

« Une retenue collinaire (ou « réserve » ou « retenue de substitution ») est un réservoir à ciel ouvert d’une capacité de l’ordre de 10 000 à 100 000 m3. Il s’agit le plus souvent d’un ouvrage en terre, en enrochement ou en maçonnerie ou parfois entièrement réalisé en déblai, afin de créer une cuvette destinée à recueillir les eaux d’un écoulement naturel (ruissellement) ou d’un pompage, le plus souvent en dehors des périodes d’irrigation, et à stocker ces eaux en vue de l’arrosage des cultures (y compris en hiver pour assurer la protection contre le gel).

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Inclure : les bassines (petits étangs alimentés par un captage sur un cours d’eau) d’au moins 1 000 m³.

Exclure :  les petites retenues (moins de 1 000 m3) installées par les agriculteurs dans les cours d'eau pour permettre le fonctionnement d'une pompe et qui sont à classer au poste «Autres origines »

 les retenues d’eau alimentées par une rivière, à classer en « Eaux de surface issues de lacs, rivières ou cours d'eau »

En conséquence, pour représenter toutes les retenues collinaires sur le bassin RM&C, il faut prendre en compte les modes d’irrigations désignés comme « retenues collinaires et étangs », ainsi que ceux indiqués comme « eaux de surfaces issues de lacs, rivières ou cours d’eau », qui, en plus des étendues d’eau douce de surface, incluent les retenues collinaires alimentées par les rivières (en série ou dérivation). De plus, les origines d’eau d’irrigation signalées comme « forages et puits » comprennent les réserves alimentées par un forage et servant l’irrigation. Pour chacun des trois champs, seules les retenues supérieures à 1000 m3 sont recensées.

A nouveau, les données ont dû être transformées. Le cas était ici différent car les résultats sont exprimés en effectif d’exploitation. Selon le même principe qu’avec les surfaces manquantes, je disposais de la somme d’effectif réelle par mode d’irrigation. J’ai alors fait la différence avec celle calculée.

Au vu des différences d’effectif obtenu, nous avons décidé de remplacer les « s » du tableur par l’effectif de 1 exploitation. Cela laisse une différence d’effectif mais le principal est d’avoir accès à l’information que, sur tel canton, au moins une exploitation, ou au plus, 2 exploitations, utilise des retenues collinaires ou des étangs (par exemple) comme mode d’irrigation. Ce résultat est rapporté au nombre total d’exploitations par canton afin de représenter les exploitations utilisant des retenues, vis-à-vis du nombre total d’exploitations présentes sur le canton, ainsi que rapporté à la SAU cultivée (ne prenant pas en compte les jardins et vergers familiaux), exprimée en km², pour obtenir le nombre d’exploitations au km², ayant déclaré utiliser un type d’irrigation.

(14)

2. R

EPRESENTATION SUR

A

RC

M

AP

2.1 R

EPRESENTATION DE LA SOURCE D

’

IRRIGATION

2.1.1 Cas des retenues alimentées par ruissellement, captage et des étangs

Avec les données ajoutées précédemment, nous obtenons sur ArcMap une carte qui informe sur le nombre d’exploitants utilisant une retenue collinaire (d’après la définition du RGA) et des étangs, comme source d’eau pour l’irrigation. A cette donnée est ajoutée la représentation du rapport suivant :

En effet, il faut relativiser le nombre d’exploitations utilisant des retenues collinaires par rapport au total d’exploitations présentes sur ledit canton, c’est pourquoi ces deux informations figurent sur la même carte (cf. figure 2) :

Les données manquantes dues au secret statistiques ont été transformées par attribution d’une valeur minimisant le biais. Les cultures regroupées doivent permettre une meilleure visualisation sur ArcMap. Les champs du RGA concernant les sources d’irrigation nous conduisent dans un premier temps à prendre en compte trois sortes d’irrigation que sont les forages et puits, les retenues collinaires et les étangs et les eaux de surfaces douces naturelles. Ces représentations sur ArcMap sont décrites ci-après.

(15)

Figure 2 : Nombre d’exploitations utilisant des retenues collinaires alimentées par ruissellement (ou captage dans cours d’eau) et des étangs comme source d'eau pour l'irrigation, et nombre d’exploitation avec retenue, ramené au nombre total d’exploitation par canton (RGA, 2010) : carte

(16)

Majoritairement, peu de retenues collinaires (alimentées par ruissellement ou captage sur cours d’eau) et d’étangs sont utilisés pour l’irrigation sur l’ensemble du bassin RM&C. Leur utilisation est essentiellement regroupée dans les départements du Rhône et de l’Ardèche, où l’on atteint les données maximales : 36.8% des exploitations présentes dans le canton de St Félicien, 20% à Lamastre… Quelques cantons ressortent aussi dans le département de l’Aude (canton de Sumène 20%), et celui des Hautes-Alpes (Veynes, 19%). 2.1.2 Cas des retenues alimentées par les cours d’eau, et autres étendues d’eau

douce (naturelles) de surface

La carte est présentée en annexe 3.1.

Ce mode d’irrigation apparaît bien plus important que le précédent. Cette fois-ci, le Sud du bassin RM&C ressort par rapport au Nord. L’utilisation d’eaux de surfaces est plus conséquente dans les départements de l’Ardèche, du Gard, de la Lozère, des Hautes-Alpes, le Var, des Bouches-du Rhône, des Pyrénées Orientales et de l'Aude. Dans ces départements, la proportion moyenne est entre 25.1 et 50% des exploitations par canton qui utilisent ce mode d’irrigation. La classe maximale ]50.1-73.7%] est surtout représentée dans les départements des Pyrénées-Orientales et le Gard. La moyenne d’utilisation sur tout le bassin reste, quant à elle, assez faible car de visu, la classe ]0.1-10%] est celle la plus représentée. Bien sûr, cette source d’irrigation est très large car elle comprend dans son champ tous les lacs, rivière et autres cours d'eau, non créés artificiellement, ainsi que les retenues alimentées sur rivière. Seuls les réseaux collectifs et les eaux salées, ou les eaux provenant de retenue de moins de 1000 m3, installée sur cours d’eau pour faire fonctionner une pompe ne sont pas inclus dans ce champ car j’essaie ici de représenter les plans d’eau en général, avec le moins d’intrus possible (type réseaux collectif ou eau salée).

2.1.3 Cas des retenues alimentées par forage et des puits

La carte est présentée en annexe 3.2.

La représentation du dernier mode d’alimentation des retenues collinaires (alimentation par forage), comprenant aussi les puits servant à l’irrigation, nous montre une longue continuité de cette source d’irrigation, tout le long du Rhône. Des groupes ressortent aussi, comme les départements des Bouches du Rhône (58% d’exploitations à Châteaurenard), des Pyrénées-Orientales (74% à Canet-en-Rousillon), des Alpes-Maritimes (30 à 40% en moyenne, 62% à St Raphaël), où les proportions par rapport

(17)

au nombre total d’exploitations de ]50.1-82.4%] sont les plus nombreuses. On note aussi les départements de la Drôme (30% d’exploitations en moyenne sur les cantons) et de l’Ain (45% à Lagnieu), où les proportions atteignent les 50% d’exploitations. Cette fois-ci l’irrigation monte jusqu’en Côte d’Or, où dans le canton d’Auxonne, 50% des exploitations utilisent cette source d’irrigation.

2.1.4 Représentation générale des plans d’eau

Suite aux différents champs pris en compte par le RGA pour désigner les retenues collinaires, le rendu suivant est très général. Les plans d’eau, utilisés à des fins d’irrigation, représentés par la carte figure 3, sont les suivants :

 retenues d’eau artificielles de plus de 1000 m3, alimentées par ruissellement, forage, pompage, captage de cours d’eau et rivière (cf. paragraphe 2.1.1),  étendues d’eau douce de surface naturelles (lacs, rivières et autres cours d’eau

superficiels) (cf. paragraphe 2.1.2),

 puits (quelle que soit la localisation du puits) (cf. paragraphe 2.1.3).

Sur cette carte, figure aussi la densité d’utilisation des plans d’eau nommés précédemment, par rapport à la SAU cultivée et des jachères (sans prendre en compte les

jardins et vergers familiaux), soit : . Pour

rendre le rapport plus significatif, la SAU est exprimée en km² (soit 37 698,74 ha). Cependant, de nombreux rapports restent proches, voire égaux à 0 et la densité sur tout le bassin apparait nettement faible.

La répartition des plans d’eau, pris en compte dans cette carte, suit le Rhône avec des nombres d’utilisation plus importants dans les départements de l’Ardèche et de la Drôme, ainsi que les Bouches-du-Rhône et l’Aude et les Pyrénées Orientales. Cependant, ce n’est pas forcément dans ces départements que la densité est la plus élevée : c’est dans le Var qu’apparait la classe maximale de densité en sources d’irrigation au km² de ]50.01-89.6]. En Corse, la densité y est très faible, et seul le canton de Bastia comporte 4 exploitations au km² utilisant l’un des modes d’irrigation cité (dans ce cas-là, un forage ou un puits).

La figure 4 située après, montre les densités d’utilisation des retenues collinaires et des étangs sur le bassin RM&C, qui se concentrent principalement en Ardèche et dans le

(18)

Figure 3 : Représentation des retenues sup. à 1000m3, des étendues d'eau douces de surface naturelles et des puits, servant à l'irrigation (RGA, 2010) : carte relative au paragraphe 2.1.4.

(19)

Résumé des représentations de source d’irrigation

Les cartes réalisées jusqu’à présent nous donnent une indication sur la localisation des retenues sur le bassin RM&C. Les types de source d’irrigation sont malheureusement trop larges dans leur définition, ce qui ne permet pas de faire une représentation suffisamment précise. Il ressort une présence assez forte de plans d’eau dans les départements de

Figure 4 : Représentation de la densité d’exploitations utilisant des retenues collinaires sur le bassin RM&C (RGA, 2010) : carte relative au paragraphe 2.1.4.

(20)

l’Ardèche, de la Drôme et du Rhône pour la partie nord, dans les départements des Hautes-Alpes et des Alpes Maritimes au sud-est, et dans les Bouches-du-Rhône, la Lozère, les Pyrénées Orientales et l’Aude au sud-ouest.

Pour compléter les visuels obtenus, il est intéressant de corréler les différents types de retenues avec la géologie connue du bassin RM&C, pour comprendre la logique d’implantation. Les corrélations avec la géologie avaient été traitées dans l’étude menée par la CACG. Il s’agira ici de tester l’hypothèse de corrélation avant d’aller plus loin avec des analyses statistiques.

2.2 C

ORRELATION AVEC LA GEOLOGIE

Selon les observations de la CACG, les retenues d’eau sont placées préférentiellement sur des terrains cristallins, imperméables. De fortes densités de retenues d’eau sont aussi notées sur des terrains de rivières de coteaux, de plateaux ou de plaines à substrat argilo-marneux. A l’inverse, les montagnes, les terrains calcaires ou crayeux n’ont généralement pas de retenues d’eau. Enfin, les terrains alluviaux ou les plaines sableuses peuvent avoir des plans d’eau qui seront plus de natures gravières ou en relation nappe-rivière (pour les plaines sableuses).

Connaître la géologie du bassin permet ainsi de faire ressortir des grandes tendances sur la position des retenues et le mode d’alimentation. Des terrains perméables vont laisser l’eau s’infiltrer et la retenir : on aura alors plus de retenues alimentées par pompage dans des nappes. A l’inverse, un terrain imperméable va laisser l’eau ruisseler et on trouvera des retenues alimentées par ruissellement ou cours d’eau superficielle.

Avec les résultats obtenus sur le positionnement des retenues dans le bassin RM&C, il est intéressant de tester l’hypothèse de la correspondance avec la nature des terrains. La cartographie des aquifères à l’affleurement (présentée en annexe 4), nous permet de comparer les localisations : les retenues se situent en grande majorité sur des terrains cristallins ou semi-perméables capacitifs, encaissant des aquifères locaux de type alluviaux (molasses, marnes ou terrains argilo-sableux. Certaines retenues sont aussi disposées sur des domaines sans aquifère libre mais à aquifère profond possible.

(21)

Résumé de la corrélation avec la géologie

Les correspondances sont bien en accord avec les observations de l’étude de l’Interagence. Les retenues alimentées par ruissellement et captage de cours d’eau, ainsi que les irrigations à partir d’eaux superficielles, sont présentes essentiellement sur des terrains cristallins imperméables, ou semi-perméables comme la molasse et la marne. Les retenues alimentées par forage et les puits sont présents en majorité sur les terrains semi-perméables.

2.3 R

EPRESENTATION DE L

’

IRRIGATION

Cette représentation repose sur le ratio de la SAU irriguée sur la SAU totale (correspondant à la somme des cultures et jachères, ne prenant pas en compte les jardins et vergers familiaux). Ce ratio est calculé par canton, ainsi que celui des surfaces irriguées par culture sur la SAU irriguée. Les résultats obtenus sont quelquefois aberrants, les pourcentages dépassant les 100%. Cela est dû aux modifications réalisées pour supprimer les secrets statistiques : au sein d’un tableau de données, les corrections pour supprimer les secrets statistiques étaient justifiées. Cependant, en croisant deux tableaux de données : superficies irriguées et superficies cultivées, les superficies n’étaient plus logiques : nous obtenions par exemple dans un canton, une surface irriguée de 7 ha quand seulement 1 ha était déclaré en surface cultivée. Pour pallier ce problème, nous avons repris les données des surfaces irriguées initiales et nous leur avons associé le minimum entre la valeur des hectares devant être répartis (d’après la méthode utilisée jusqu’à présent) et la valeur des hectares cultivés. Ainsi, nous perdons quelques hectares par canton mais nous n’avons pas de rapport aberrant, les surfaces irriguées ne pouvant être supérieures aux surfaces cultivées.

2.3.1 Représentation du taux de SAU irriguée

La carte du rapport de la SAU irriguée/SAU cultivée est présente en figure 5. Notons qu’il n’existe aucune distinction dans le RGA entre les surfaces irriguées et leur mode d’irrigation. Nous ne connaissons que les superficies irriguées, et ce, par tous les modes d’irrigation confondus.

(22)

Figure 5 : Représentation du taux de SAU irriguée sur le bassin RMC (RGA, 2010)

L’irrigation dans le bassin RM&C est majoritaire dans le sud du bassin, notamment sur tout le pourtour méditerranéen et aussi à partir de l’Ain, suivant le Rhône jusqu’au bas de la Drôme. Si les retenues collinaires apparaissaient plus nombreuses en Ardèche, c’est en Drôme que la pression d’irrigation est la plus forte, atteignant 49% de la SAU cultivée dans

(23)

le canton de Loriol-sur-Drôme alors qu’elle ne dépasse pas 22% de la SAU cultivée en Ardèche (canton d’Aubenas). Au total, 7.3% de la SAU cultivée totale du bassin RM&C est irriguée (soit 276 275 ha).

D’après les connaissances de l’assolement dans ces régions, il semble normal que les surfaces agricoles de l’Ain reçoivent de l’irrigation, du fait des grandes plaines de maïs. Les vergers débutent après le département du Rhône sur tout le sud du bassin, ce qui pourrait expliquer les pourcentages de SAU irriguée dans cette zone. Pour plus de connaissances au niveau des cultures majoritaires, j’ai construit d’autres cartes représentant le rapport . Ainsi nous pouvons détailler quelles sont les cultures les plus consommatrices en irrigation.

2.3.2 Représentation des taux de cultures irriguées

La carte suivante (figure 6) montre le cas centré sur la région Rhône-Alpes (RA dans la légende, pour plus de lisibilité). Les cartes des régions Provence-Alpes-Côte-D’azur (PACA), Languedoc-Roussillon (LR), Corse et le Nord du bassin RM&C sont présentes dans les annexes au titre 5 pour une raison de place. Les commentaires seront faits dans le corps du texte pour chaque région. Le graphique et le tableau, en fin de partie, résument les différentes tendances observées sur toutes les cartes.

2.3.2.1 Région Rhône-Alpes

(24)

Figure 6 : Représentation du taux de cultures irriguées en région Rhône-Alpes (RGA, 2010)

En Rhône-Alpes, 4 grands groupes de cultures irriguées ressortent :

 Les cultures de maïs en jaune sont majoritaires dans les plaines de l’Ain. Par rapport au taux de SAU irriguée sur la SAU cultivée, visible en arrière-plan, seuls quelques cantons ont des taux compris entre 25 et 75%. Ramené à la

(25)

surface totale, l’irrigation reste tout de même modérée. Cependant, les cultures de maïs continues jusqu’en Drôme où l’irrigation est bien plus forte.  Sur le relief alpin, en Savoie-Haute-Savoie et Isère, les cultures maraîchères,

en bleues, sont les cultures majoritairement irriguées.

 Les cultures permanentes en marron s’échelonnent principalement dans le Rhône et en Ardèche même si on en retrouve dans le relief alpin. Elles sont alors les cultures majoritairement irriguées dans ces régions mais sont jointes aux cultures de maïs dans la vallée du Rhône ou aux cultures maraîchères dans le relief.

 Enfin, dans le sud de la région Rhône-Alpes, les diagrammes sont composés de plusieurs cultures. Cela signifie qu’à peu près tout est irrigué, étant donnée les chaleurs que l’on commence à avoir dans ces départements. La vigne débute elle aussi dans le sud de l’Ardèche (en violet), ainsi que le tournesol, dans le sud de la Drôme (en vert amande).

Un cinquième groupe pourrait être distingué avec les prairies et fourrages (autres que le maïs), en vert pomme. Ce groupe est nettement majoritaire dans toutes les Hautes-Alpes de la région PACA (voir annexes 5).

2.3.2.2 Région PACA

Dans cette région, on distingue 5 cultures majoritaires :

 Les cultures maraichères bordant la côte sont fortement irriguées, notamment dans le département des Alpes-Maritimes, où le rapport avec la SAU cultivée est très fort : les cantons dépassent généralement les 50% de SAU irriguée.

 Les prairies et fourrages, comme indiqué précédemment sont très représentés dans les Hautes-Alpes et les Alpes de Hautes-Provence.

 Dans ce même département (04), au centre de la région, les céréales d’hiver apparaissent majoritairement irriguées. Elles sont jointes à d’autres types de cultures, notamment le maïs.

 Les cultures permanentes sont toujours associées à d’autres cultures : les prairies et fourrages dans les Hautes-Alpes et les cultures maraîchères dans le Vaucluse.

 Enfin, la vigne apparait nettement, en suite du Sud de l’Ardèche, dans le département du Vaucluse. Elle est associée aux cultures maraîchères.

(26)

Dans cette région, le riz est présent (en Camargue), ainsi que les cultures industrielles, localisées dans le département des Alpes-Maritimes. Dans les Bouches-du-Rhône et le Vaucluse, où les taux de SAU irriguée sont les plus importants, les cultures se retrouvent être des prairies et fourrages, des cultures permanentes et des cultures maraîchères.

2.3.2.3 Région Languedoc-Roussillon

En Languedoc-Roussillon, nous ferons plutôt des lots géographiques :

 Au nord-est, dans les départements du Gard et de la Lozère, on est en polycultures irriguées. Les cultures maraîchères semblent ressortir une fois de plus mais les prairies et fourrages sont bien présents en Lozère, de même que les cultures permanentes dans le Gard, associées à quelques superficies de riz. On aperçoit aussi quelques points de céréales d’hiver et de tournesols, et la vigne qui débute.

 En Hérault, ainsi qu’à l’Est de l’Aude, où les taux de SAU sont globalement de ]5.1% / 25%], c’est la vigne qui est principalement irriguée.

 Au nord-ouest de l’Aude, on est à nouveau en polycultures avec une dominante en maïs. Viennent s’y associer, les cultures de protéagineux, céréales d’hiver et printemps, cultures industrielles et prairies.

 Enfin, en Pyrénées-Orientales, seul endroit où le taux de SAU irriguée est fort, ce sont les cultures permanentes qui sont les plus irriguées, avec quelques cultures maraîchères. Plus dans le relief pyrénéen, on retrouve les prairies et fourrages.

2.3.2.4 Régions du nord du bassin

Le nord du bassin est composé des cantons regroupant les régions de Lorraine, Bourgogne, de Saône-et-Loire et Franche-Comté. Cette région du bassin RM&C est très peu irriguée en termes de SAU irriguée/SAU cultivée. Les seuils ne dépassent pas les 5%. Les cultures irriguées sont peu diversifiées et 3 principales apparaissent :

 Les cultures maraîchères sont présentes, à quelques exceptions, sur tous les cantons. Cette culture est parfois la seule irriguée dans toute cette région nord.

 Les cultures permanentes associées aux cultures maraichères, sont localisés globalement plus vers l’Est (Doubs, Haute-Saône et Jura).

(27)

 Le maïs associé aux cultures maraîchères ou aux oléagineux, plus au centre dans les départements Saône-et-Loire et Côte d’or.

Quelques points de cultures industrielles sont présents dans plusieurs cantons ainsi que des vignes irriguées.

2.3.2.5 Régions de Corse

L’irrigation en Corse se concentre sur la côte Est. A ces endroits, les taux de SAU irriguées atteignent 20% à 30%. Sur la côte Ouest, 4 cantons dépassent les 5% de SAU irriguée, jusqu’à 11%. Globalement, les cultures qui en bénéficient le plus sont les prairies et fourrages, une fois de plus, ainsi que quelques superficies en cultures maraîchères et permanentes. Des surfaces de vignes apparaissent aussi, notamment à Vezzani, où 26% de la SAU est irriguée.

Résumé de la représentation de la pression de l’irrigation

5 grandes cultures ressortent sur le bassin RM&C comme étant les plus régulièrement irriguées par les agriculteurs et sur de grandes superficies. Il s’agit des prairies et fourrages, des cultures permanentes et maraîchères, des vignes et du maïs. Le graphique ci-après (figure 7), reprend les pourcentages de chacune de ces cultures pour les régions identifiées et permet de mieux visualiser les tendances par région (le graphique est réalisé, comme les cartes, à partir des données de surfaces modifiées). Le tableau 3 le complète.

(28)

Tableau 3 : Total des surfaces de cultures irriguées par régions (RGA, 2010)

Total des cultures irriguées par région (ha)

SAU ramenée à la SAU irriguée du bassin RMC (%) Nord du bassin 6 569 2 Rhône-Alpes 99 598 36 Provence-Alpes Côtes-d'Azur 100 759 36 Languedoc-Roussillon 59 620 22 Corse 9 729 4

SAU irriguée totale bassin RM&C 276 275

Ainsi, dans le Nord du bassin, ce sont les cultures de maïs et les cultures maraîchères qui sont les plus irriguées. En Rhône-Alpes les cultures permanentes commencent à prendre de l’ampleur : les vergers débutent dans la vallée du Rhône, après Lyon. Le maïs est encore plus présent, à défaut des cultures maraîchères. On note l’apparition des prairies et fourrages. La région PACA est celle qui contient le plus

6% 5% 31% 50% 3% 5% _8% 15% 9% 4% 31% 6% 51% 46% 7% 12% 14% 5% 5% 33% 11% 3% 20% 20% _24% 18% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Pourcentages de superficies des cultures irriguées par région

Céréales d'hiver et colza Céréales de printemps et colza Maïs fourrage et grain

Riz Tournesols Oléagineux Protéagineux Cultures industrielles Plantes aromatiques Prairies et fourrages Cultures maraîchères et ornementales Vignes Oliviers Cultures permanentes

Figure 7 : Graphique représentant les taux de surfaces cultivées par grandes régions du bassin RM&C (RGA, 2010), données modifiées

(29)

d’hectares irrigués : 100 759 ha. Dans cette région, la prairie et les fourrages dominent avec 31% de surfaces irriguées. On remarque aussi l’apparition du riz et de la vigne. Dans le Languedoc-Roussillon, la vigne prend une place prépondérante, suivie par les cultures permanentes et les cultures maraîchères. Le riz et les prairies sont toujours bien irrigués. Enfin, la Corse, la prairie est majoritaire. Les oliviers sont un peu plus importants.

3. A

NALYSES STATISTIQUES DES DONNEES

Les déclarations d’utilisation des plans d’eau nous permettent d’en déduire leur emplacement. Nous avons déjà comparé celui-ci à la géologie du territoire, et avons pu vérifier la correspondance entre la situation des retenues et le terrain. Maintenant que cette correspondance est établie, nous souhaitons aller plus loin dans l’analyse et vérifier d’éventuelles corrélations et « regroupements logiques » entre les zones d’utilisations, les caractéristiques du milieu de ces mêmes zones et d’autres données d’irrigation, plus apparentées aux usages (volume d’irrigation, taux d’irrigation, type de cultures…). Ces analyses ont pour but d’essayer de comprendre les raisons naturelles qui ont pu favoriser l’implantation de retenues.

Dans un premier temps, nous réalisons une autre analyse via ArcMap pour visualiser certaines caractéristiques du milieu avec l’utilisation des retenues. Ce préambule nous permettra de confirmer la poursuite des tests statistiques avec les usages et d’autres paramètres environnementaux.

Le RGA nous indique assez globalement les grandes tendances du bassin RM&C en termes de mode d’irrigation. Vis-à-vis des retenues collinaires (d’après le RGA, alimentées par ruissellement ou pompage et captage sur cours d’eau pour celles d’au moins 1000m3), les départements qui ressortent le plus sont ceux d’Ardèche et du Rhône où la densité d’utilisation de retenues est importante relativement au reste du bassin : 0,3 effectif d’utilisation/km² pour l’Ardèche et 0,2 pour le Rhône contre une moyenne du bassin de 0,02 effectif d’utilisation/km². En termes d’irrigation et de cultures irriguées, là aussi, des tendances apparaissent selon les régions.

A ce stade de l’étude, l’analyse statistique nous permettra de valider ou non nos hypothèses, formulées uniquement à partir de l’observation des cartes.

(30)

3.1 L

IEN ENTRE LA DENSITE D

’

UTILISATION DE RETENUES COLLINAIRES ET DES PARAMETRES NATURELS

Nous commencerons les analyses par la visualisation sur carte de quatre variables du milieu, auxquelles nous joindrons les différents plans d’eau.

1. l’altitude (précision 50m) 2. la pente en %

3. l’Indice de Développement et de Persistance des Réseaux (IDPR) : cet indice renseigne sur la nature des terrains à laisser infiltrer ou ruisseler les eaux de surface. Lorsque l’indice est faible, l’infiltration est forte

4. la densité de drainage (DD) en m /km² : utilisé comme second indicateur géologique, la densité de drainage indique la longueur du réseau hydrographique par unité de surface du bassin versant. Plus elle est importante, plus la surface est drainée par des cours d’eau.

Les données d’IDPR et de densité de drainage m’ont été transmises par mon collègue Clotaire Catalogne (via les bases de données BRGM et IGN) et celle de pente et d’altitude par un autre collègue, Thierry Tormos (pente calculée à partir du mnt d’altitude à la maille 50mètres).

Ces données n’étaient pas utilisables directement, aussi quelques manipulations ont dues être faites, décrites dans la partie ci-dessous.

3.1.1 Agrégation des données sur ArcMap

Ces quatre variables : altitude, pente (réalisée à partir de la couche d’altitude de 50m), IDPR et DD, n’existent que sous la forme d’un fichier raster, c’est-à-dire, une représentation, comme une « image », des données, sans table attributaire. Or, les données du RGA sont présentées par canton. Nous avons besoin d’attribuer à chaque canton les valeurs des quatre variables manquantes. Pour cela, je réalise des statistiques zonales sous ArcMap qui me permettent d’agréger mes données sous format raster aux polygones représentant les cantons du bassin RM&C. L’illustration de cette manipulation est donnée en annexe 6.

Suite à cette manipulation, il est possible d’obtenir les cartes voulues. Nous remarquons que les valeurs d’IDPR à partir desquelles nous travaillons ne contiennent pas la Corse.

(31)

3.1.2 Analyse des cartes obtenues pour les retenues collinaires (selon définition du RGA 2010)

3.1.2.1 Densité d’utilisation et altitude/pente La carte de l’altitude est présentée en annexe 7. Les deux cartes

sont corrélées, c’est pourquoi l’analyse peut se faire uniquement sur une des deux ; ici, la carte de la pente.

En superposant les utilisations de retenues collinaires et étangs sur la carte de la pente du bassin RM&C, on se rend compte que les départements de l’Ardèche et du Rhône, où l’utilisation est plus importante que dans le reste du bassin à une pente moyenne assez élevée (respectivement de 13,4% et 6% quand on regarde les données). Le long de la vallée du Rhône, où la pente est

quasiment nulle, peu d’utilisation de retenue est observée, les utilitaires préférant les forages et puits dans cette zone (cf. carte sur les forages et puits, annexe 3.2).

L’absence de retenues dans les Alpes s’explique par le côté montagneux, souvent pluvieux (donc réserves d’eau inutile) et l’absence de cultures en haute altitude.

Figure 8 : Carte de la densité d'utilisation des retenues et étangs et de la pente moyenne (%) sur le bassin RM&C (RGA, 2010)

(32)

Figure 9 : Carte de la densité d'utilisation des retenues et étangs et de la densité de drainage moyenne (m/km²) sur le bassin RM&C (RGA, 2010)

La corrélation entre pente et localisation d’utilisation est logique d’un point de vue technique, du fait de la facilité de construction de cuvette sur des terrains en pente. Sur les terrains pentus dans les alpes, l’absence d’utilisation de retenues est notable. Comme nous le verrons sur la carte suivante, les surfaces sont plutôt bien drainées, ce qui expliquerait une irrigation faite directement à partir de canaux partant des cours d’eau, ne faisant pas parti de réseaux collectifs. Les pluies en montagnes sont aussi généralement plus fréquentes et l’irrigation moins nécessaire.

3.1.2.2 Densité d’utilisation et IDPR/Densité de drainage La carte de l’IDPR est présentée en annexe 7.

Tout comme la pente et l’altitude, les deux données : IDPR et DD sont corrélées. Lorsque la densité de drainage est forte (donc beaucoup de linéaire de cours d’eau en surface), l’IDPR est fort

(peu d’infiltration dans le sol). On choisira de faire l’analyse sur la carte de la densité de drainage qui possède les données pour la Corse. Si à nouveau on s’intéresse aux départements de l’Ardèche et du Rhône, la densité de drainage moyenne est respectivement de 1377 et 692 m/km², ce qui suggère un écoulement assez ramifié avec peu d’infiltration pour

l’Ardèche (confirmé avec l’IDPR moyen de 1340). Le Rhône a des valeurs plus en faveur d’une

(33)

infiltration (IDPR moyen sur le département de 868). Cependant, certaines zones du département ont un ruissellement majoritaire par rapport à l’infiltration (IDPR>1000), et ne descendent pas en-dessous de 690 m/km² en DD (on désigne les valeurs en dessous de 10 comme étant un drainage centralisé).ce qui expliquerait la densité d’utilisation de retenues présente.

Résumé des liens entre retenues collinaires (sens RGA) et milieu

Auvu des données relatives aux caractéristiques du milieu, il semblerait que les retenues alimentées par ruissellement, pompage ou captage sur cours d’eau (pour les bassines < 1000 m3) soient plus présentes sur les zones pentues, à fort ruissellement et faible infiltration. Cela se confirme pour les départements du Rhône et de l’Ardèche, mais aussi pour les départements des Alpes maritimes et de l’Aude où l’utilisation des retenues est majoritaire comparée au reste du bassin RM&C.

3.1.3 Analyse des cartes obtenues pour les eaux de surfaces douces et naturelles (selon définition du RGA 2010)

3.1.3.1 Densité d’utilisation et altitude/pente Vis-à-vis de la pente, les

retenues alimentées par rivières et autres eaux douces de surfaces naturelles sont positionnées de façon assez hétérogène sur le bassin (figure 10). L’utilisation est majoritairement comprise entre 1 et 6 exploitations par canton. Les densités les plus élevées semblent être sur les zones un peu plus pentues, par exemple dans le Gard, nous avons des valeurs de 13 à 20% où les utilisations atteignent en moyenne 5 exploitations au km² de surfaces irriguées. La

Figure 10 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de surfaces et de la pente moyenne (%) sur le bassin RM&C (RGA, 2010)

(34)

pente et la densité sont aussi élevées sur le massif Pyrénéen, en Ardèche et dans les Hautes-Alpes.

3.1.3.2 Densité d’utilisation et IDPR/Densité de drainage

Cette fois-ci, l’utilisation des eaux de surfaces est liée avec la densité de drainage (figure 11). On voit que plus la densité de drainage est élevée et plus l’utilisation l’est aussi. On retrouve les départements du Gard et de l’Ardèche, le massif des Pyrénées mais aussi le Var et l’Aude.

Résumé des liens entre eaux de surfaces (sens RGA) et milieu

L’utilisation d’eau de surface naturelle pour l’irrigation, comprenant les retenues alimentées par cours d’eau, est plus forte dans les zones pentues avec une densité de

Figure 11 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de surfaces et de la densité de drainage moyenne (m/km²) sur le bassin RM&C (RGA, 2010)

(35)

drainage assez élevée. On retrouve les caractéristiques des retenues étudiées précédemment (paragraphe 3.1.2).

3.1.4 Analyse des cartes obtenues pour les eaux de forages et puits (selon définition du RGA 2010)

3.1.4.1 Densité d’utilisation et altitude/pente

L’utilisation des eaux de forages et des puits, incluant les forages à faible débit alimentant une réserve d’eau, semblent être répartis sur les zones peu pentues. Les utilisations semblent suivre la vallée du Rhône, et éviter les zones montagneuses (cf. figure 12).

Figure 12 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de forages et de la pente moyenne (%) sur le bassin RM&C (RGA, 2010)

(36)

3.1.4.2 Densité d’utilisation et IDPR/Densité de drainage

Si les utilisations paraissaient suivre les zones peu pentues, aucune corrélation ne peut être faite avec les zones à fort ruissellement (figure 13). On s’attendrait à voir ces utilisations sur des surfaces ou le ruissellement est faible et donc, l’infiltration forte mais rien ne ressort.

Résumé des liens entre eaux de forages et puits (sens RGA) et milieu

Cette catégorie ne suit pas les tendances des deux autres au niveau de la pente. Aucune corrélation ne ressort quant au ruissellement. Aussi nous décidons de ne conserver que les retenues collinaires (d’après les définitions du RGA 2010) et les eaux douces de surface naturelles pour l’analyse statistique pour ne pas fausser les corrélations qui pourraient apparaître entre les autres retenues et le milieu.

Figure 13 : Carte de la densité d'utilisation des eaux de forages et de la densité de drainage moyenne (m/km²) sur le bassin RM&C (RGA, 2010)

(37)

3.2 C

HOIX DES VARIABLES POUR UNE PREMIERE ANALYSE

Dans un premier temps, nous ne prenons que les retenues collinaires alimentées par ruissellement, pompage ou captage sur cours d’eau car ce sont celles qui apparaissaient sur cartes avoir le plus de lien avec les paramètres naturels. Nous aimerions alors les étudier plus en détail et vérifier les éléments suivants :

1. Est-ce que l’utilisation des retenues est liée à la présence d’usages spécifiques (ex : type de culture plutôt qu’une autre, besoin d’irrigation important) ? 2. Est-ce que les paramètres physiques influent l’implantation des retenues (ex :

pente plus forte à cet endroit) ?

Je présenterai ici la dernière version choisie pour faire les tests statistiques. Des précisions sur les difficultés rencontrées et les raisons qui m’ont poussé à faire ces choix seront inclus tout au long de la présentation.

Après plusieurs essais, suite aux différentes données dont nous disposons, nous choisissons de sélectionner les variables suivantes :

1. densité du nombre d’exploitations au km² déclarant utiliser une retenue collinaire ou un étang comme source d’irrigation : cela nous indiquera la densité au km² des retenues alimentées par ruissellement ou sur captage de cours d’eau, ainsi que les étangs naturels

2. volume d’eau d’irrigation (m3)

3. superficies irriguées des cultures (ha)

4. lame d’eau utilisée pour l’irrigation : il s’agit du volume d’eau déclaré par les exploitants d’un canton comme étant utilisé pour irriguer, divisé par la SAU irriguée du canton (m3/ha)

5. lame d’eau calculée par rapport à la superficie administrative cantonale en ha. 6. taux de superficies irriguées

7. pente moyenne

8. la densité de drainage (DD) (m/km²)

(38)

Figure 14 : Mindmap relatif aux études statistiques (source personnelle)

Précisions concernant la SAU irriguée par canton : initialement nous voulions faire joindre l’utilisation des retenues avec un type de culture nécessitant l’irrigation. Cependant, cela faisait trop de variables pour le logiciel et les résultats obtenus n’étaient pas probant. Ils retransmettaient ce que les cartes montraient mais aucun lien n’apparaissait avec les retenues. Pour essayer de faire apparaitre des tendances nord-sud (au niveau des types de cultures irriguées) nous avons fait les analyses sur les données par région, mais une fois de plus, ils ne montraient que ce que les cartes montraient.

Pour avoir toutes ces données sous le bon format et pouvoir lancer les tests statistiques, quelques modifications ont dû être faites.

3.2.1 Mise en forme des données

Pour ce travail statistique, mes collègues Claire Lauvernet et Clotaire Catalogne, m’ont apporté énormément d’aide, que ce soit pour l’écriture du code sous le logiciel R que la correction des erreurs qui apparaissaient.

Lors du travail sur ArcMap, j’avais dû modifier les données en répartissant les hectares pour combler les vides des secrets statistiques et pouvoir ainsi obtenir tous les

(39)

cantons (sans quoi ArcMap n’affichait que les cantons ne contenant que des lignes sans « s »). Cependant, pour l’étude statistique, ces valeurs peuvent entrainer un biais car elles provoquent de nombreuses répétitions parmi les cantons. Aussi, après discussion, nous décidons de réaliser les tests statistiques à partir des valeurs brutes, les valeurs avec « s » étant remplacées par des valeurs « NA » pour « non attribuées », pouvant être enlevées par le logiciel R.

Ainsi, sur les 866 cantons présents dans le bassin RM&C, 5 cantons sont manquants par les données de densité de drainage et de pente. Il s’agit des 4 cantons initiaux (cf. : 1.1 Données concernant les exploitations), ainsi que de celui de St-Mandrier-sur-mer. Cela signifie que je travaille sur 861 cantons. Via le logiciel R, nous enlevons les données NA à la matrice de données. Cela fait, nous travaillons sur 655 cantons (au total, 206 cantons sont incomplets vis-à-vis des différentes variables sélectionnées).

Une fois les données mises en forme, l’analyse statistique peut être lancée.

3.3 C

HOIX DES ANALYSES STATISTIQUES

Pour chacune des séries de test, nous décidons de réaliser d’abord les tests statistiques « basiques » telles que les matrices des corrélations et une Analyse en Composantes Principales (ACP), applicables aux grands tableaux de données.

Les matrices des corrélations permettent de représenter de façon très visuelle, les corrélations qui existent entre les variables prises deux à deux. Il existe deux types de matrices, celle selon Pearson, qui fournit des corrélations linéaires existantes entre les variables, et celle selon Spearman qui indique l’existence d’une corrélation mais pas sa nature. Les nuages de points présents à droite des coefficients permettent de visualiser la nature des corrélations (exponentielle, gaussienne etc.). Les matrices des corrélations sont faites sur des données standardisées (c’est-à-dire, centrées-réduites).

L’ACP représente graphiquement les liaisons éventuelles entre les variables. Après une standardisation des données, elle fournit un histogramme des variances expliquées qui indique qu’elles sont les variables qui « pèsent » le plus dans l’analyse, un cercle des corrélations de rayon 1 qui montre le représentation des variables et les angles entre elles, et un nuage des individus. Le choix de l’ACP est fait par rapport à une Analyse Factorielle des Correspondances (AFC), car l’ACP est plus adaptée aux valeurs quantitatives et ordinales du RGA (une AFC est utilisée sur des variables qualitatives).