|
|
|
|
4.2,~Ç 4.ØÇ.~~..1Ç
A-.:Ç.+1Ç ZiÑ.4-.~Ç
REPUBLIQUE ALGERIENNE
DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
4.1
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ÉÑÇÒæ
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT
SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
- J.Ç,%1Ç -
ÔÇ,.1Ç.?~ 11 41,1Ç ~~"Ø11Ç
4,Ña.1Ç
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE AGRONOMIQUE
EL-HARRACH -ALGER
Mémoire
En vue de l'obtention du diplôme d'ingénieur
d'Etat en Agronomie
Département: Génie
Rural
Spécialité : Hydraulique agricole
RECHERCHE DE MEILLEURES PRATIQUES AGRICOLES
POUR
LA CULTURE DE POMME DE TERRE A L'AIDE DU
MODELE STICS6.2
|
|
|
Présenté par : M. AMEUR Fatah
Soutenu le :13/07/2011
Jury :
> Président : M. HARTANI T., Maître de
conférences, ENSA Alger
> Promoteur : M. SELLAM F. Chargé de cours,
ENSA Alger
> Examinateurs :
· M. MADOUN B., Maître assistant, ENSA
Alger
· Mme LARFI KHAIR B., Chargée de cours, ENSA
Alger
Promotion : 2010-2011
A
|
|
|
REMERCIEMENTS
Au terme de ce try veil, Fruit d'une ,3nnee d',3cc,thlement
et de
stolcisme, le tiens remercier Dieu, le tout puissant de
m',31401/-
r,3vit,3ille l',3rdeur de bosser, octroye les moyens et les
personnes qui
172'ont ,31de dins son el,thor,3tion,
L'ensernble de ce try vii/ dolt son existence mon
prornoteur ~
SELLA f; ch,31-ge de cours l'ENSA, le tiens le remercier
d',3volj-
cons,Kre une gr,3nde p3rtie de son temps pour diriger cette
these,
un promoteur,3vec qui j',31 41-gement benefice de son
experience et
de ses conseils ,3vises qui ont ec4fre et guide mon
tr,3v,3il, erci
encore une lois pour t,3 rigueur et ton optimisme,
es remerciements vont eg,3lement ,3u president de jury,
~
HARTANI Tqui,3,3ccepte d'endosser 4 lourde charge
d'ex,3miner
et de lager ce try veil ,3vec un esprit critique,
tin grind mem. ~ ADOVN B,, ie LARFI KHAIR B
pour
l'interet qu'ils ont Porte l'ev,3111,3tion de ce tr,3v,3il
et qui
trouveront ici /'expression de rr2,3 gratitude,
J',3dresse eg,3lement Ines remerciements tous les
enseignwts du
dep3rtement de Genie Rural,
A /'ensemble du personnel enseignwt de l'Ecole
N,3tion,31e
Superieure Agronornique,
TABLE DES MATIERES
REMERCIEMENTS A
DEDICACES B
TABLE DES MATIERES C
LES ABREVIATIONS G
LISTE DES FIGURES H
LISTE DES TABLEAUX I
LISTE DES ANNEXES I
INTRODUCTION GENERALE 1
I.- LA MODELISATION DANS LE `'SPAC»
3
I.1.- Concepts de base en modélisation
3
I.1.1.- Système 3
I.1.2.- Modèle 3
I.1.3.- Variable et paramètre 3
I.1.4.- Module 3
I.2.- Typologie des modèles des cultures
4
I.3.- Etapes de simulation 5
I.3.1.- Analyse du contexte 5
I.3.2.- Choix du modèle 5
I.3.3.- Ajustement 5
I.3.4.- Validation 5
I.3.5.- Utilisation de modèle 5
I.4.- Les dangers de la modélisation
6
II.- LA FERTILISATION DE LA POMME DE TERRE
6
II.1.- Concept de fertilisation 6
II.1.1.- La fertilisation organique 6
· Engrais organique d'origine animale 6
· L'engrais vert 6
II.1.2.- La fertilisation azotée 7
II.1.3.- Fertilisation phosphorique et potassique 7
II.1.4.- La fertilisation magnésienne 7
II.2.- Le rôle des éléments nutritifs
8
II.2.1.- L'azote 8
II.2.2.- Le phosphore 8
II.2.3.- La potasse 9
III.- ITINERAIRE TECHNIQUE DE LA POMME DE TERRE
9
III.1.- La préparation du sol 9
III.1.1.- Les labours : Quand et comment les réaliser ?
10
III.1.2.- La reprise du labour 10
III.2.- La fumure 10
III.2.1.- Fumure organique 10
III.2.2.- Fumure minérale. 11
III.2.3.- Méthodes d'apport 11
III.2.4.- Apport complémentaire 11
III.3.- La préparation des plants 12
III.3.1.- La conservation 12
III.3.2.- La pré germination 12
III.3.2.1.- Comment effectuer la pré-germination ? 12
III.4.- La plantation 12
III.4.1.- Densité de plantation 12
III.4.1.1.- Distance entre rangs 12
III.4.1.2.- Distance entre plants 12
III.4.2.- Date de plantation 13
III.4.3.- Profondeur de plantation 13
III.4.4.- Méthode de plantation 13
III.5.- Le désherbage 13
III.5.1.- Avant la levée 13
III.5.2.- A la levée 13
III.5.3.- Traitement de « rattrapage » 14
III.6.- Le buttage 14
III.6.1.- Quand butter ? 14
III.7.- L'irrigation de la pomme de terre 14
III.7.1.- Comment bien conduire l'irrigation 14
III.7.2.- Conséquences d'une irrigation mal conduites
14
III.7.2.1.- Un déficit en eau 14
III.7.2.2.- Un excès d'eau 14
III.7.3.- Le choix de la technique d'irrigation 15
III.8.- La protection phytosanitaire 15
III.8.1.- Les produits utilisés contre le mildiou et
l'alternaria 15
III.8.2.- Les traitements insecticides en cours de
végétation 15
III.8.3.- Technique de traitement. 16
III.9.- La récolte 16
IV.- LE PILOTAGE DES IRRIGATIONS 17
IV.1.- Définition 17
IV.2.- L'analyse de l'opération pilotage
17
IV.2.1.- Le déroulement de l'opération pilotage
dans le temps 17
a. le stade de l'information 17
b. le stade de décision 17
c. le stade de l'exécution 17
IV.2.2.- Le choix de la dose et de la fréquence 17
IV.2.2.1.- Dose fixe et fréquence variable 17
IV.2.2.2.- Dose variable et fréquence fixe 18
IV.2.2.3.- Dose variable et fréquence variable 18
IV.3.- Les différentes méthodes de
pilotage d'irrigation utilisées 18
IV.3.1.- La méthode basée sur la
détermination du bilan hydrique 18
IV.3.1.1.- La demande en eau 18
IV.3.1.2.- L'offre en eau 18
IV.3.1.3.- Les correctifs 18
IV.3.2.- Méthodes basée sur la mesure d'un
paramètre indicateur de stress hydrique 18
IV.3.2.1.- Le climat 19
IV.3.2.2.- Le sol 19
IV.3.2.3.- La plante 19
IV.4.- Pilotage des irrigations et modèles
informatisés 20
V.- LE BILAN HYDRIQUE 20
V.1.- Définition 20
V.2.- Les éléments de bilan 20
V.2.1.- l'évapotranspiration 20
V.2.2.- La réserve initiale 21
V.2.3.- La pluie 21
VI.- LES INDICES DE SECHERESSE 22
VI.1.- Introduction 22
VI.2.- Indice basé sur `' Précipitation -
Evapotranspiration `' : SPEI 22
I.- INTRODUCTION 24
II.- PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE : LE BASSIN DE
SIDI RACHED 24
II.1.- Introduction 24
II.2.- Situation géographique du sous bassin de
Sidi Rached 24
II.3.- Caractéristiques géomorphologiques
du sous bassin versant 25
II.3.1.- Paramètres géométriques 25
II.3.2.- Paramètres de formes 25
II.3.3- Paramètres de relief 25
II.4.- Réseau hydrographique 26
II.5.- Couvert végétal 27
II.6.- Contexte climatique 28
II.6.1.- Pluviométrie et évapotranspirations ETo
28
II.6.2.- Températures de l'air 29
II.6.3.- Le vent 30
II.6.4.- Le Rayonnement solaire global 31
II.7.- LES SOLS DE LA ZONE D'ETUDE 31
II.7.1.- Les sols Hydromorphes 31
II.7.2.- Les sols calcimagnésiques 31
II.7.3.- Les vertisols 31
II.7.4.- Les sols à Sesquioxydes de fer 32
II.7.5.- Les sols peu évolués 32
III.- PRESENTATION DU MODELE STICS
32
III.1.- Introduction 32
III.2.- Les entrées du modèle Stics
32
III.2.1.- Les données `'CLIMAT» 32
III.2.2.- Les données `'SOL» 33
III.2.3.- Les données `'ITINERAIRE TECHNIQUE» 34
III.2.4.- Les données `'PLANTE» 35
III.3.- La configuration du lancement du modèle
Stics 36
III.4.- Le choix des sorties du modèle
36
I.- INTRODUCTION 38
II.- EAU ET AZOTE DANS LE SOL AU COURS DU CYCLE
VEGETATIF. 38
II.1.- rotation `'pomme de terre primeur - arriere
saison. 38
II.1.1.- Année humide 1999. 38
A. Réserve en eau de sol. 38
B. Quantité d'azote minéral 39
I.1.2.-Année sèche 2000 40
A. Reserve en eau de sol 40
B. Quantité d'azote minéral 41
I.1.3.- Année normale 2009 42
A. Reserve en eau de sol 42
B. Quantité d'azote minéral 43
II.2.- Rotation `'ble hiver - pomme de terre arriere
saison» 44
I.2.1.- Année humide 1999 44
A. Reserve en eau de sol 44
B. Quantité d'azote minéral 45
I.2.2.- Année sèche 2000 46
A. Reserve en eau de sol 46
B. Quantité d'azote minéral 47
I.2.3. Année normale 2009 48
A. Reserve en eau de sol 48
B. Quantité d'azote minéral 49
III.- BILANS D'EAU ET D'AZOTE 50
IV.- RENDEMENTS 53
IV.1.- Rotation `'pomme de terre primeur -
arrière saison» 53
IV.2.- Rotation `'blé d'hiver - pomme de terre
arrière saison» 53
CONCLUSION GENERALE 55
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 57
LES ABREVIATIONS
|
CFVA
|
Centre de formation et de vulgarisation agricole
|
|
ET
|
Transpiration par la culture
|
|
ETM
|
Evapotranspiration maximale
|
|
ETP
|
Evapotranspiration potentielle
|
|
ETR (ET0)
|
Evapotranspiration de référence
|
|
FAO
|
Food Alimentary Organisation
|
|
Fertil
|
Fertilisation
|
|
H2PO4 -
|
Ion phosphorique monovalent (ion dihydrogénophosphate)
|
|
ITCMI
|
Institut Technique des Cultures Maraichères et
Industrielles
|
|
K
|
Potassium
|
|
K2O
|
La potasse
|
|
Kc
|
Coefficient cultural
|
|
LAI
|
Leaf area index (Indice foliaire)
|
|
Mg
|
Magnésium
|
|
MgO
|
Oxyde de magnésium
|
|
NH4
|
Ammonium
|
|
N-NO3
|
Azote nitrique
|
|
NO3
|
Nitrate
|
|
P2O5
|
anhydride phosphorique
|
|
Plts
|
Plants
|
|
PO4H 3
|
acide ortho phosphorique
|
|
RU
|
Reserve utile
|
|
Scc
|
Stock d'eau à la capacité au champs
|
|
SPEI
|
Indice Normalisé De
Précipitation-Evapotranspiration
|
|
Spf
|
Stock d'au au point de flétrissement
|
|
Ssat
|
Stock d'eau à la saturation
|
|
STICS
|
Simulateur multidisciplinaire pour les cultures standard
|
|
T max
|
Température maximale
|
|
T min
|
Température minimale
|
|
T moy
|
Température moyenne
|
|
Ta
|
Température de l'air
|
|
Ts
|
Température de surface
|
|
USM
|
Unité de SiMulation
|
|
Vv
|
Vitesse de vent
|
LISTE DES FIGURES
|
FIGURE
|
TITRE DE LA FIGURE
|
PAGE
|
|
Figure n°1
|
Dimensions du sous bassin versant
|
25
|
|
Figure n°2
|
Modèle Numérique du Terrain (MNT) du bassin
versant
|
26
|
|
Figure n°3
|
Réseau hydrographique du bassin versant du Sidi
Rached
|
27
|
|
Figure n° 4
|
Occupation des sols du bassin de Sidi Rached
|
28
|
|
Figure n°5
|
Pluie et ETo moyennes mensuelles (Ahmer El Ain, 1990 -
2010
|
29
|
|
Figure n° 6
|
Températures moyennes mensuelles (Ahmer El Ain,
1990-2010)
|
30
|
|
Figure n°7
|
Vitesse moyenne mensuelle du vent (Ahmer El Ain,
1990-2010)
|
30
|
|
Figure n° 8
|
Evolution du rayonnement solaire global (Ahmer El Ain,
1990-2010)
|
31
|
|
Figure n° 9
|
Proportion des classes de sols dans le sous bassin de Sidi
Rached
|
32
|
|
Figure n°10
|
Valeurs des SPEI mensuels (Période climatique : 1990 -
2010)
|
33
|
|
Figure n°11
|
Masque de saisie des données `'sol» du
modèle Stics.
|
34
|
|
Figure n°12
|
Fichier de l'itinéraire technique
|
35
|
|
Figure n°13
|
Données relatives à la plante
|
35
|
|
Figure n°14
|
Masque de saisie de la configuration de lancement du
modèle Stics.
|
36
|
|
Figure n° 15
|
Réserves en eau du sol journalières
simulées par STICS en année humide.
|
39
|
|
Figure n° 16
|
Quantités d'azote minéral journalières
simulées par STICS en année humide.
|
40
|
|
Figure n° 17
|
Réserves en eau de sol journalières
simulées par STICS en année sèche.
|
41
|
|
Figure n°18
|
Quantités d'azote minéral journalières
simulées par STICS en année sèche.
|
42
|
|
Figure n° 19
|
Réserves en eau de sol journalières
simulées par STICS en année normale.
|
43
|
|
Figure n° 20
|
Quantités d'azote minéral journalières
simulées par STICS en année normale.
|
44
|
|
Figure n° 21
|
Réserves en eau de sol journalières
simulées par STICS en année humide.
|
45
|
|
Figure n° 22
|
Quantités d'azote minéral journalières
simulées par STICS en année humide.
|
46
|
|
Figure n° 23
|
Réserves en eau du sol journalières
simulées par STICS en année sèche.
|
47
|
|
Figure n° 24
|
Quantités d'azote minéral journalières
simulées par STICS en année sèche.
|
48
|
|
Figure n°25
|
Réserves en eau du sol journalières
simulées par STICS en année normale.
|
49
|
|
Figure n° 26
|
Quantités d'azote minéral journalières
simulées par STICS en année normale.
|
50
|
|
Figure n° 27
|
Rendements simulés par STICS (rotation `'primeur -
arrière saison»
|
53
|
|
Figure n° 28
|
Rendements simulés par STICS (rotation `'blé
hiver - arrière saison»
|
54
|
LISTE DES TABLEAUX
|
NUMERO
|
TITRE
|
PAGE
|
|
Tableau n°1
|
Densité des plants en fonction des
écartements
|
12
|
|
Tableau n°2
|
Les paramètres de sortie du modèle
|
37
|
|
Tableau n°3
|
Bilans d'eau et d'azote pour les trois années
climatiques
|
50
|
|
Tableau n°4
|
Valeurs de concentrations en NO3-N (mg/L) pour chacune des
rotations
|
52
|
LISTE DES ANNEXES
|
NUMERO
|
TITRE
|
|
Annexe I
|
Donnes climatique annuelles (1990 - 2010)
|
|
Annexe II
|
Exemple de bilan global simulé par STICS
|
|
Annexe III
|
Exemple de sorties journalières STICS
|
INTRODUCTION GENERALE
En 2007, 19 millions d'hectares de pommes de terre
étaient cultivés dans le monde, aussi bien dans les zones
tempérées que tropicales ou arides. La Chine est le premier
producteur de pommes de terre devant linde et la Russie. A eux trois, ces pays
représentent 40 % du marché mondial. En 20 ans, la part des pays
en développement dont figure l'Algérie est passée de 20
à 50 % pour représenter 52 % de la production mondiale en
2005.
Depuis les années 1990, la production de pommes de
terre dans les pays en développement a amorcé une nouvelle phase
de croissance. Inférieure à 30 millions de tonnes au début
des années 60, elle dépasse les 100 millions de tonnes au milieu
de cette décennie.
En Algérie depuis son introduction au milieu du
19ème siècle, la pomme de terre est devenue une des
principales cultures destinée à l'alimentation humaine surtout
après l'indépendance, ce qui explique sa pleine évolution,
qui passe de 808 541 de tonnes en 1990 à 2 171 060 de tonnes en 2008
(Faostat, 2008). En analysant les données pour
l'Algérie, en termes de surface cultivées, des productions et des
rendements obtenus on se rend compte que la situation est encourageante.
Néanmoins ces données nous induisent à
conclure que la production locale arrive à couvrir et à
satisfaire la demande du consommateur. En effet la production est instable
d'une année à une autre et aussi même dans la saison,
causé parfois par les aléas climatiques et la non maîtrise
de l'itinéraire technique en générale,
particulièrement le choix du potentiel génétique de la
semence, travail du sol, protection phytosanitaire.
La maîtrise de la fertilisation et de l'irrigation est
l'un des maillons le plus important de l'itinéraire technique qui ont
leur importance surtout lorsque on sait que les irrigations excessives sont non
seulement un gaspillage de l'eau, mais aussi une perte d'engrais causant dans
la plupart des cas la pollution des ressources en eau souterraine, et par voie
de conséquence la diminution des ces ressources en quantité et en
qualité qui est déjà une denrée rare.
C'est dans cette optique que s'inscrit notre contribution.
Tenant compte des conditions agro pédo climatiques de la région
de Ahmer El Ain, nous avons voulu tester différents itinéraires
techniques de la culture de pomme de terre ainsi que différentes
rotations et leurs impacts sur les bilans d'eau et d'azote. Pour ce faire, nous
avons eu recours à la modélisation par le biais du modèle
agropédoclimatique Stics élaborée par l'équipe de
N. Brisson (Avignon, France).
De plus et afin d'analyser les effets des changements
climatiques, les simulations ont concerné trois années
particulières déterminées en utilisant un indice de
sécheresse appelé SPEI que nous
présenterons en bibliographie :
- Une année humide : 1999 - Une année sèche
: 2000
- Une année normale : 2009
Deux types de rotations des cultures ont été
analysés :
- Une monoculture `'blé d'hiver - pomme de
terre arrière saison»
- Une rotation `'pomme de terre primeur - pomme de
terre arrière saison».
Les termes de simulation ont été orientés
de façon à ce qu'on puisse établir les bilans hydriques et
azotés, l'efficience en eau d'irrigation et en azote, et aussi les
rendements. Et puis essayer de comprendre la source des liens entre bilan de
masse et son effet sur le rendement.
Notre document est structuré en trois grandes parties :
· Première partie : synthèse
bibliographique où nous avons fait une mise au point sur les aspects les
plus importants liés à notre travail en l'occurrence les bilans
hydrique et azoté, la fertilisation, l'itinéraire technique, le
pilotage des irrigations, aussi généralité sur la
modélisation dans le monde agronomique.
· Deuxième partie : matériels et
méthodes utilisées dans ce travail (présentation de la
zone d'étude, modèle stics, ...)
· Troisième partie : résultats et
interprétations où nous discuterons les résultats de
simulations réalisées.
Nous terminons notre document par une conclusion
générale dans laquelle nous focaliserons sur les résultats
les plus importants et essayons de dégager des perspectives pour une
continuité de ce travail.
I.- LA MODELISATION DANS LE `'SPAC» I.1.- Concepts
de base en modélisation
Durant ces dernières décennies, le
développement de l'outil informatique a joué un rôle
important dans le progrès qu'a connu la recherche scientifique. C'est en
particulier le cas pour l'étude des systèmes agronomiques. En
effet, les modèles de fonctionnement des cultures sont des outils
privilégies pour simuler le comportement d'une culture et définir
son niveau de production quantitatif et qualitatif. Dans un objectif d'aide
à la décision, ces modèles permettent d'analyser de
manière systématique les conséquences d'une modification
de la conduites d'une culture et d'évaluer les risques associes à
de telle modification.
I.1.1.- Système
Les plantes de grandes cultures et les cultures
maraîchères sont des systèmes insères dans un milieu
hétérogène formé par le sol et l'atmosphère.
Un tel système peut être regardé comme étant un
ensemble d'entités, appelées composantes ou
éléments, en interaction dynamiques (nasro-allah, 1992 in
Hadria, 2006). Ces systèmes dits naturels interagissent avec
l'environnement par le biais d'échange d'énergie et de
matière. Quand le système qui nous intéresse est
d'intérêt agronomique, il est appelé
agro-système.
| 
