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Production du riz nerica au benin : identification des zones propices par analyse geospatiale

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par Herve AGBODJALOU
UAC/FAST/CIPMA République du BENIN - Professional Master 2 2009
  

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1.2 Objectifs de l'étude 1.2.1 Objectif global

Il s'agit par cette étude, d'identifier les zones propices à la culture du NERICA afin d'inciter les décideurs à organiser cette filière pour qu'elle bénéficie des mesures d'accompagnement tout comme la filière coton.

1.2.2 Objectifs spécifiques

Comme objectifs spécifiques, l'étude permettra de:

v' Décrire les espaces agricoles des Communes de DASSA-ZOUME et de GLAZOUE à travers des caractéristiques ciblées.

v' Déterminer, conformément aux exigences de la culture du NERICA les zones possédant les meilleurs caractéristiques.

v' Evaluer la superficie disponible et convenable dans le secteur d'étude et par suite d'estimer la production que l'on peut atteindre si cet espace est mis en valeur.

1.3 Hypothèses :

Trois hypothèses sont formulées pour vérifier la réalisation des objectifs sus évoqués.

v' La télédétection et les SIG permettent d'identifier les caractéristiques agro-écologiques de différentes zones et d'en ressortir les similitudes et les dissemblances.

v' Les Communes de DASSA et de GLAZOUE disposent des terres propices aux cultures de NERICA que nous pouvons identifier grâce à la télédétection et aux SIG.

v' La mise en valeur optimale des espaces agricoles de DASSA et de GLAZOUE doit contribuer à assurer la sécurité alimentaire au Bénin.

2. Revue de la littérature 2.1 Définitions et concepts

2.1.1 Les Systèmes d'Information Géographique (SIG)

Selon la Société Française de Photogrammétrie et Télédétection (1989), les Systèmes d'Information Géographique (SIG) permettent, à partir de diverses sources, de rassembler et d'organiser, de gérer, d'analyser et de combiner, d'élaborer et de présenter des informations localisées géographiquement, contribuant notamment à la gestion de l'espace. Selon Fischer (1993), un SIG peut être défini comme un système de gestion de base de données conçu pour saisir, stocker, manipuler, analyser et afficher des données à référence spatiale en vue de résoudre des problèmes complexes de gestion et de planification.

Comme tout Système de Gestion de Base de Données (SGBD), un SIG est doté d'un certain nombre de fonctions que Denegre et Salge (1997) expriment simplement par les 5 `A' qui sont :

· l'Acquisition : intégration et échange de données (IMPORT-EXPORT),

· l'Archivage : structuration et stockage de l'information géographique sous forme, numérique,

· l'Abstraction (ou Accès) : modélisation du réel selon une certaine vision du monde,

· l'Analyse : analyse spatiale (calculs liés à la géométrie des objets, croisement de données thématiques...),

· l'Affichage : représentation et mise en forme, notamment sous forme cartographique avec la notion d'ergonomie et de convivialité.

Données spatiales Données alphanumériques structurées

Organisées en couches en base de données

Un tel système devra nécessairement inclure des composantes relatives à ces diverses fonctions. Il s'agit :

· du logiciel (par exemple ArcView GIS 3.3)

· du Hardware

· des données spatiales

· du personnel formé

L'information géographique est alors structurée de la façon suivante (Figure 1):

Figure N°1 : Schéma de superposition des couches géographiques

Source : Cours du Système d'Information Géographique (CIPMA, 2007)

L'information géographique est représentée dans un SIG sous deux modes : le mode vecteur et le mode raster.

Données raster : La réalité est décomposée en une grille régulière et rectangulaire,
organisée en lignes et en colonnes, chaque maille ou cellule de cette grille, appelée pixel

ayant une valeur. Ce type de données est indiqué pour une meilleure interprétation du terrain et utile pour la mise à jour et le positionnement relatif.

Données vecteur : Tout objet ponctuel est représenté par un point, tout objet linéaire par une ligne et tout objet surfacique par un polygone. Des données quantitatives ou qualitatives associées aux données vecteur sont organisées dans un tableau appelé tableau d'attributs. Ce type de données est utile pour les analyses spatiales.

Plusieurs avantages sont liés à l'usage de cet outil ; au nombre de ceux-ci nous pouvons citer :

v' l'archivage et la mise à disposition faciles des informations géographiques qui autrefois étaient représentées le plus souvent sur support papier dont l'archivage et la conservation s'avèrent difficiles. En effet, les SIG mettent ces informations en commun même si elles ont des caractéristiques géographiques différentes,

v' la mise à jour des informations par les SIG est régulière et rapide contrairement à la mise à jour manuelle qui cause une perte considérable de temps, de précision et génère des oublis et des erreurs,

v' le choix des SIG apparaît donc pleinement économique, car ils permettent une meilleure et rapide analyse offrant de différentes solutions en temps réel pour des prises de décisions adéquates.

2.1.2 La télédétection

La télédétection, selon la définition de Larousse (4ème édition, 2002), est la technique d'étude de la surface terrestre par analyse d'images provenant d'avions ou de satellites. Par télédétection, on entend en réalité deux technologies très dissemblables mais complémentaires : la photographie aérienne et l'imagerie satellitaire.

Selon l'Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture (FAQ, 1983), la télédétection est la science et l'art d'obtenir des informations à propos d'objets près de ou sur la surface terrestre, avec lesquels nous ne sommes pas en contact direct, tout en utilisant des données captées afin de fournir une information significative.

2.1.3 La morphologie du riz

Le riz (Oryza sp) est une graminée annuelle d'origine tropicale (Assigbé, 1999). C'est une céréale, plante de la famille des Poacées ou Graminées, cultivée dans les régions tropicales, subtropicales et tempérées chaudes pour son fruit, ou caryopse, riche en amidon. Il en existe plusieurs espèces dont les plus cultivées sont l'espèce Oryza sativa

d'origine asiatique et l'espèce Oryza glaberrima, ou riz de Casamance d'origine africaine (Tatéoka, 1963 ; cité par Pernes en 1984).

Les milliers de variétés de riz existantes sont parfois classées selon leur degré de précocité et selon la longueur du cycle végétatif. La moyenne est de 160 jours (FAO, 2004). On parle alors de variétés très précoces (75 à 100 jours), précoces, semi précoces, tardives, très tardives (plus de 210 jours).

2.1.4 Les différentes phases de développement de la plante de riz

Le cycle de développement de la plante de riz peut être divisé en trois phases :

· La phase végétative

Elle dure de la germination à l'initiation paniculaire et peut s'étendre sur 60 à 70 jours pour les variétés précoces (120 à 130 jours pour le cycle complet).

· La phase reproductive

Elle commence juste après l'initiation paniculaire et s'achève avec la floraison. Elle dure pratiquement une trentaine de jours et débute très souvent 35 jours avant l'épiaison, période pendant laquelle la plante a les besoins les plus élevés en éléments nutritifs et en eau.

· La phase de maturation

Celle-ci commence par le stade de fécondation et se poursuit avec la maturation des grains. Elle dure entre 30 et 40 jours et se termine lorsque déjà, 80 à 90% des grains de la panicule sont mûres (ADRAO, 1995). La phase de maturité est atteinte en moyenne autour de 100 jours pour les NERICA1 à NERICA18 (ADRAO, 2008).

2.1.5 L'écologie du riz

Le riz est une exception parmi les cultures céréalières, du fait qu'il tolère un large éventail de conditions climatiques, édaphiques et hydrologiques. La plante de riz prospère fort bien aux altitudes moyennes (Dembélé, 1995).

L'écologie du riz peut être résumé d'après le Mémento de l'agronome (2002) et le manuel du formateur en riziculture de l'ADRAO (1995) comme suit :

v' Les besoins en eau sont élevés : en culture sèche, il faut de 160 à 300mm par mois pendant la période végétative, soit 1000 à 1800mm pour la totalité de celle-ci ; le besoin croissant avec l'age des plants. Les fortes pluies sont nuisibles à l'épiaison et en période de moisson.

Il existe une corrélation entre pluie et nature du sol : sur sols limoneux ou argilo-limoneux on peut cultiver le riz avec seulement 800 à 1000mm.

v' Concernant l'hygrométrie, la floraison en exige 70 à 80%. Le vent a une action favorable (accélération de la transpiration) s'il est léger. Les vents forts peuvent entraîner des dégats sur le repiquage et provoquer la verse à maturité et lorsqu'ils sont forts et secs à la maturation, ils provoquent l'échaudage.

v' La température favorable varie tout le long du cycle et ne doit pas atteindre 50°C, température à laquelle la plante meurt. L'optimum tourne à la germination autour de 30- 35°C, au tallage autour de 28-30°C, à la floraison autour de 27-29°C et à la maturation autour de 25°C. En définitive l'optimum le long du cycle est entre 28 et 30°C, le minimum vers 13-14°C et le maximum vers 38-40°C.

v' Le riz est une plante de lumière qui exige une bonne insolation, facteur directement proportionnel au rendement. L'optimum est atteint pour des moyennes de l'ordre de 500calories/cm2/jour.

v' La latitude et l'altitude offrent des possibilités plus étendues.

Le riz est assez plastique en ce qui concerne les sols. Il préfère cependant les sols à texture fine contenant 40% d'argile, peu perméables et dont le pH optimum se situe entre 6 et 7. Les valeurs 5 et 8 sont les valeurs limites de pH pour un sol adapté. Les éléments grossiers sont défavorables à la culture du riz. En culture sèche, comme les autres céréales, il demande un sol riche, meuble, limoneux à limono-argileux. Le riz pluvial se cultive sur les terres fortement en pente des collines, sur les terres de plateau ou à faible pente ou sur terres de bas de pente avec assistance de la nappe phréatique. La monoculture du riz n'est pas rentable.

2.1.6 Les systèmes de riziculture

Le système de production est défini comme étant un ensemble structuré de moyens de production (force de travail, terre, équipement, etc.) combinés entre eux pour assurer une production animale et/ou végétale en vue de satisfaire les objectifs des responsables de l'exploitation (Daane et al. 1992).

Le système de culture est l'un des concepts clés en agronomie. Il est défini selon Adégbidi (1994) par une surface de terrain traitée de manière homogène par des cultures avec leur ordre de succession et par les itinéraires techniques qui leur sont appliqués.

La littérature sur la culture du riz est très variée. Ahoyo (1996) définit trois systèmes de
riziculture au Sud Bénin à savoir : le système de production pluvial, le système de

production irrigué et le système de production de décrue. Selon lui, la différence s'observe essentiellement sur les variétés de riz, les techniques culturales et les modes de production. Selon Raemakers (2001), la classification des systèmes de culture du riz se base sur la topographie et le régime hydrique. La répartition des différents systèmes varie globalement en Afrique et particulièrement en Afrique de l'Ouest (FAO, 2004).

En définitive, le riz est cultivé de diverses manières et les systèmes de rizicultures sont classés différemment. Le système adopté par l'ADRAO (Manuel du formateur en riziculture, édité en 1995) reconnaît trois écologies principales : le plateau/le continuum du bas-fond marécageux, le Sahel et les mangroves à palétuvier. Le continuum est une diversité d'écosystèmes (Figure 2) qui va des zones où le riz dépend strictement de la pluie pour son alimentation, aux pentes où il est assisté par l'eau souterraine et jusqu'aux régions marécageuses où il est submergé. Le continuum contient alors deux types distincts de terre (les plateaux et les bas-fonds marécageux) séparés par un troisième type de transition qui est moins défini (la zone hydromorphe).

Figure N°2 : Profil simplifié et stylisé d'un bas-fond

Source : ADRAO 1995, Manuel du formateur en production rizicole. Page 30

Somme toute, on distingue en Afrique de l'Ouest les cultures pluviales (sans inondation du champ), les cultures inondées (le niveau d'eau n'est pas contrôlé) ou les cultures irriguées (la présence d'eau et son niveau sont contrôlés par le cultivateur).

Le système pluvial et le système des bas-fonds ou inondé ont été pris en compte dans cette étude. Ainsi, d'après ADRAO :

v' Pour le système pluvial, les sols ont un bon drainage et des nappes phréatiques profondes. L'eau de pluie est nécessaire pour assurer la croissance végétative de la plante. Ces sols peuvent avoir différentes textures, structures et propriétés physiques et chimiques. Ils peuvent être profonds (plus de 100 cm), modérément profonds (environ 80 cm) ou peu profonds (40-50 cm).

v' Pour le système des bas-fonds, les sols sont souvent mal drainés et constamment inondés. La texture de ces sols peut être sablonneuse, limoneuse et argileuse selon la topographie et la nature du matériau d'origine. On rencontre ces sols dans les plaines côtières, les vallées des fleuves et des ruisseaux, les bassins creux, les plaines et deltas intérieurs.

Un bas-fond selon la définition de LAROUSSE (4ème édition, 2002), est un terrain souvent marécageux, plus bas que ceux qui l'entourent. Raunet (1985) appelle «bas-fonds» en région intertropicale, les fonds plats ou concaves des vallons, petites vallées et gouttières d'écoulement inondables qui constituent les axes de drainage élémentaires emboîtés dans les épaisses altérations des socles cristallins « pénéplanisés ». Les bas-fonds représentent des « unités de milieu » spécifiques et essentielles au sein des paysages tropicaux. Ce sont les axes de convergence préférentielle des eaux de surface, des écoulements hypodermiques et des nappes phréatiques contenues dans l'épais manteau d'altération et alimentées par les pluies. Contrairement aux vallées alluviales «classiques», les bas-fonds ne sont pas le siège d'une dynamique sédimentologique et hydrologique brutale : par leur densité et leur largeur souvent remarquables, ils représentent cependant une partie importante (les parties amont) des réseaux de drainage. Leurs sols sont engorgés ou submergés pendant une période plus ou moins longue de l'année par une nappe d'eau correspondant à des affleurements de nappe phréatique et à des apports par ruissellement. Cette concentration privilégiée des eaux, mise à la disposition de la riziculture n'est qu'indirectement liée, spatio-temporellement, à la pluviométrie ; en effet, les eaux de pluies subissent, pendant un temps plus ou moins long, un transfert dans les matériaux d'altération situés sous la surface ou un transport latéral,

par les ruissellements de surface; l'inertie de cette dynamique est exploitable par la riziculture puisqu'elle permet d'amortir l'effet négatif de la variabilité et de l'irrégularité des pluies Raunet (1985).

Plateau: c'est l'une des trois formes principales de relief topographique. C'est une aire géographique relativement plane où les cours d'eau sont encaissés contrairement aux plaines. Les interfluves restent relativement plans avec une morphologie peu marquée, à la différence des montagnes. Les limites du plateau sont des zones de changement de relief ou d'altitude, elles peuvent être marquées par des escarpements abrupts ou des pentes. (Encyclopédie Wikipedia ; 2008)

2.1.7 Le NERICA

Le NERICA (New Rice for Africa) est mis au point à l'origine par des chercheurs de l'Association pour le Développement de la Riziculture en Afrique de l'Ouest (ADRAO). Il est issu du croisement de l'ancienne variété africaine (Oriza glaberrima) très résistante et de la variété asiatique (Oriza sativa) à haut rendement. Il allie les caractéristiques de ces deux variétés : la résistance à la sécheresse et aux parasites, des rendements élevés même avec peu d'irrigation ou d'engrais et une teneur en protéines plus élevée que les autres variétés de riz. C'est une variété très précoce.

2.1.8 Le sol

Le sol désigne la formation naturelle superficielle, d'une épaisseur variable résultat de la transformation de la roche mère sous-jacente et sous l'influence de processus divers d'ordre physique, chimique et biologique (Demolon, cité par Soltner, 1990).

Dans le manuel du formateur en production rizicole (ADRAO), le sol peut être décrit comme étant « un corps naturel développé en forme de profil d'un mélange varié de minéraux désagrégés et altérés et de matière organique qui couvre la terre d'une couche fine et fournit lorsqu'il contient les quantités appropriées d'air et d'eau, du support mécanique et un soutien partiel aux plants. » « Pour un agriculteur, le sol n'est que la couche travaillée dans laquelle sont enfouis des amendements et des engrais. Ceci a en effet trait à la couche supérieure du sol. »

2.1.9 La terre

Les caractéristiques des terres sont des propriétés de ces terres, que l'on peut mesurer ou évaluer. L'évaluation de l'aptitude des terres : c'est la quantification du rendement des

terres lorsqu'on les exploite à des fins spécifiques. Elle a pour objet de juger du comportement de la terre lorsqu'elle est utilisée à certaines fins. Elle suppose l'exécution et l'interprétation d'études de base sur le climat, les sols, la végétation, en fonction des exigences de diverses utilisations.

L'évaluation de l'aptitude des terres d'un site est d'estimer son aptitude pour une culture donnée (FAO, 1976 ; Sys, 1993). Elle est effectuée par la comparaison des qualités des terres (climat, sol etc.) avec les besoins des cultures. Plus les terres conviennent aux besoins spécifiques d'une culture, plus elles sont aptes pour cette culture et plus la culture donne le maximum de rendement.

Le rendement : En agriculture, le rendement d'une culture est la quantité de matière végétale produite sur une certaine surface de terrain par cette culture.

2.2 Revue critique

Plusieurs études et recherches réalisées au Bénin et dans la sous région ont porté sur le riz, sur l'évaluation des terres, sur les caractérisations agro-écologiques, sur les bas-fonds et sur la production du riz dans ces écosystèmes. Certaines études ont fait recours aux outils SIG et à la télédétection pour leur réalisation. C'est le cas de la caractérisation semi-détaillée des bas-fond du Département du Zou au Bénin à l'aide du SIG (Mama et al. 1995). La numérisation et la superposition de plusieurs couches d'informations géographiques ont conduit à une zonation du Département en trois unités agro- écologiques.

Dans le même sens, les diverses études de caractérisation agro-écologique multi-échelle du Consortium Bas-fonds ont abouti à l'identification de zones agro-écologiques et des sites-clés de bas-fonds où sont concentrées les activités de recherches du Consortium Bas-fond Bénin. L'approche méthodologique utilisée consistait d'abord à superposer différentes couches d'informations et à créer une base de données qui reprend toutes les variables descriptives relatives à ces couches (CBF, 1995).

Outre ces travaux, on peut citer ceux relatifs aux applications du SIG à la gestion des bas-fonds, (Mama et al. 1998 ; Mama, 1996 ; Mama et al. 1995). Le Système de Gestion des Bas-Fonds (SGBF) conçu par l'équipe de l'UNC BENIN mérite une attention particulière. En effet, les informations issues des travaux de caractérisation ont été structurées dans ce système et peuvent être exploitées au besoin. Dans la même visée, le

Consortium bas-fonds a fait un inventaire des connaissances disponibles sur les bas-fonds de ses pays membres et l'a mis à la disposition des partenaires. Cette base de données WAIVIS (West Africa Inland Valley Information System) est consultable sur l'Internet à l'adresse www.warda.org/waivis/.

Toujours à des fins décisionnelles, Igué (2000) a utilisé une Banque de Données de Sol et de Terrain (BENSOTER) pour des Procédures d'Evaluation des terres au Centre Bénin. Le but de cette étude était de créer pour le Centre Bénin un outil de décision sur les ressources de sol et de modelé accessible aux gestionnaires de ressource, aux personnes définissant la politique, et à la communauté scientifique dans son ensemble pour l'évaluation des potentiels de sol, de la quantification des risques d'érosion, de la vue d'ensemble de la dégradation de sol et des scénarios pour des systèmes alternatifs de culture. L'approche SOTER a été utilisée pour la gestion des données de sol et de modelé. Des échantillons de plus de 380 profils pédologiques ont été analysés et les données de sol et de paysage ont été évaluées pour leur aptitude aux cultures. L'évaluation des terres a été effectuée avec la méthode paramétrique de FAO/ITC-Ghent. Les états de dégradation des ressources en sol ont été étudiés en utilisant les enquêtes de terrain, les images satellites et la base de données SOTER.

Dans une analyse de SIG, l'accès rapide à un grand volume de données est indispensable mais la collecte de ces informations est souvent longue et coûteuse. Pour réduire ces difficultés, une base de données intitulée Système d'Information sur les Sols et les Terres (SLISYS) dans le bassin de l'Ouémé a conçue, sur le climat, les sols et modelés, l'utilisation et l'occupation des terres du bassin versant de l'Ouémé (Igué, 2006). Pour atteindre son objectif, l'auteur a exploité des cartes topographiques, géologiques, pédologiques et des images satellites pour définir les classes d'occupation et d'utilisation des terres. Par ce Système d'Information sur les Sols (SLISYS) dans le bassin de l'Ouémé, Igué et al. (2006) ont réalisé une Estimation régionale de la production agricole et évalué l'impact sur l'environnement. Des estimations à partir du modèle agroécosystème EPIC (Erosion Productivity Impact Calculator) leur ont permis de faire l'estimation des rendements des cultures. Avant de réaliser les simulations, il a fallu subdiviser le bassin de l'Ouémé en unités hydrologiques (Land Use-Soil Association-Climate unit, LUSAC) qui sont quasi-homogènes en fonction de l'occupation des terres, des conditions du sol et climatiques. Cette subdivision a été obtenue à partir de la superposition des cartes administrative, climatique, de l'utilisation des terres et des sols. Le modèle EPIC calcule les

rendements des cultures pour chaque unité LUSAC. Les résultats sont ensuite agrégés par sous bassins ou par Département selon la surface couverte par chaque unité LUSAC. Les résultats sur les rendements actuels des cultures aussi bien que les effets des systèmes de jachère sur la productivité des cultures, la lixiviation et l'érosion sont présentés au niveau départemental.

Les procédures d'analyse spatiale pour choisir un emplacement ou un site donné ont déjà fait l'objet de plusieurs applications des SIG. C'est le cas des travaux de Eastman et al. (1994). Pour choisir l'emplacement d'une usine de fabrication de tapis, il a considéré, entre autres, la pente, l'accès aux lieux de ventes, le potentiel d'approvisionnement en eau, etc.

Chabaane et al. (2002) ont aussi utilisé les SIG et l'analyse multicritère pour choisir un site de décharge des déchets industriels en 2002 à Tunis en Tunisie. La démarche suivie consiste en la conception d'un prototype de base de données à références spatiales sur les industries, sur les zones industrielles du gouvernorat de Sfax ainsi que sur la région ellemême. Elle permet de dégager les informations nécessaires à la gestion des déchets au point de vue quantité et qualité ainsi que la possibilité de sélectionner les sites pouvant abriter une décharge. Une évaluation multicritère selon plusieurs critères géographiques, édaphiques ou autres a permis de dégager les sites aptes à abriter une décharge de déchets industriels. Une classification des sites aptes a été réalisée selon une méthode multicritère.

En définitive, l'utilisation des SIG pour la sélection d'un site a été effective dans plusieurs domaines mais nos recherches documentaires ne nous permettent guère d'affirmer qu'ils ont été utilisés dans le but de l'identification des systèmes de riziculture. Signalons cependant qu'un système expert d'aide à la détermination des aptitudes culturales des sols a été développé en 1986 par Benchimol. Ce système extrait les caractéristiques des sols depuis une base de données à travers une interface et propose une classification du sol. La base de règles est composée de 17 règles implantées sous forme de règles de productions. Ces règles sont entre autres, fonction de : profondeur minimale du sol, texture minimale et maximale (taux de sable, de limon et d'argile), pH maximum et minimum, Taux maximal en calcaire, taux maximal et minimal de salure etc.... Ce système n'a pas été utilisé dans cette étude ; l'analyse a été basée sur des critères déterminants choisis.

DEUXIEME PARTIE

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"Un démenti, si pauvre qu'il soit, rassure les sots et déroute les incrédules"   Talleyrand