Dissertations / Theses on the topic 'Plantes des régions arides – Toxicologie'

La région sahariennne est une des zones les plus défavorables à la croissance et développement des espèces animales. Cependant, peu d’espèces possèdent à la fois des mécanismes morphologiques et écophysiologiques, assurant leur survie dans les sols arides et sur les dunes de sable.En effet, on peut estimer que le métabolisme secondaire biosynthétise des quantités considérables de composés bioactifs, destinés à assurer le développement et la continuité de ces espèces, notamment leur survie dans ces conditions sahariennes précaires.Les propriétés pharmacologiques des extraits de plantes sahariennes peuvent apporter des bénéfices dans la guérison de certaines maladies microbiennes ou prolifératives ou également contribuer au développement de certaines activités antioxydantes.L'étude des propriétés toxiques vise donc à enrichir la connaissance du potentiel bioactif des plantes sahariennes.Ces aspects de la puissance du métabolisme furent étudiés chez certaines espèces végétales strictement sahariennes. Il s’agit de : Anthyllis henoniana Coss., Centropodiaforskalii (Vahl) Cope, Cornulaca monacantha Delile, Ephedra alata var. alenda (Stapf.)Trabut, Euphorbia guyoniana Boiss & Reut., Henophyton deserti Coss. & Durieu,Hélianthemum confertum Dunal, Moltkiopsis ciliata (Forssk.) I.M.Johnst. et Spartidiumsaharae (Coss. & Durieu) Pomel. Les principaux résultats obtenus montrent que ces espèces possèdent des propriétés intéressantes, susceptibles d’être utiles pour le traitement de certaines maladies humaines.En revanche, parfois à certaines concentrations, des extraits de ces espèces peuvent présenter des effets toxiques sur les organismes.En dépit des conditions extrêmes, le Sahara représente la zone de développement d'une certaine diversité biologique, et principalement des espèces de plantes précieuses dont une meilleure connaissance scientifique de leur propriétés phytochimiques se révèle indispensable
The Saharan desert is one of the most unfavorable areas, to the plant life. However, a small number of plants possesses both morphological and ecophysiological mechanisms ensuring their survival in the arid soil and on the sand dunes.It can be estimated that the secondary metabolism biosynthesizes considerable amounts of bioactive compounds, meant to ensure the development and the continuity of these species.The pharmacological properties of saharan plant extracts may bring benefits in the healing of certain microbial or proliferative diseases or contributes to the supply of antioxidants activities.The study of toxic properties is meant to enrich the knowledge of Saharan plants’bioactive potential.The biological activities of Anthyllis henoniana Coss., Centropodia forskalii (Vahl)Cope, Cornulaca monacantha Delile, Ephedra alata var. alenda (Stapf.) Trabut,Euphorbia guyoniana Boiss & Reut., Henophyton deserti Coss. & Durieu, Helianthemum confertum Dunal, Moltkiopsis ciliata (Forssk.) I.M.Johnst. and Spartidium saharae (Coss.& Durieu) Pomel have been studied. It can be seen that these species possess interesting properties, capitalized in the treatment of some human diseases. But, on the other hand in certain concentrations, extracts from these species may exhibit toxic effects onorganisms.Despite the extreme conditions, the Saharan desert represents the area of development for some valuable plant species, whose scientific knowledge is necessary

L'approche écologique est une des stratégies de recherche de substances actives. Cette approche porte sur les plantes extrêmophiles, incluant les plantes halophytes et xérophytes, végétaux natifs des biotopes salins et arides. De par leur capacité à subsister dans un environnement contraignant, qui se traduit, entre autres, par l'acquisition d'un système antioxydant puissant, elles se révèlent être des réservoirs en biomolécules, notamment en composés phénoliques. Dans cette étude, nous nous sommes ainsi intéressés à huit plantes halophytes et xérophytes Tunisiennes pouvant avoir des activités biologiques en santé humaine et en santé du végétal. Limonium virgatum (Willd.) Fourr. (Plumbaginaceae), plante halophyte, a montré des activités antioxydantes et antibactériennes intéressantes qui se trouvent respectivement liées à un contenu en polyphénols élevé et à la présence de phénylpropanoïdes. Cirsium scabrum (Poir.) Bonnet & Barratte (Asteraceae), plante xérophyte, a montré une activité cytotoxique selective envers la lignée cancéreuse J774 mettant en avant l'efficacité de triterpènes de type cycloartane ; mais également un pouvoir antibactérien sur des souches de Dermabacter hominis, qui serait lié à la présence de flavones glycosylées. Juncus maritimus Lam. (Juncaceae), plante halophyte, s'est montrée être une source de dérivés phénanthréniques à activités originales. Le juncunol, a montré une activité prometteuse sur une souche de Streptococcus pyogenes résistante à l'amoxicilline. L'effusol actif sur le pathogène de la septoriose du blé (Zymoseptoria tritici), serait stimulé dans les rhizomes de la plante en conditions de salinité élevées. Enfin, le dehydrojuncusol s'est montré être un nouvel inhibiteur de la réplication du virus de l'hépatite C, capable d'agir sur des formes de résistance à certains traitement disponibles sur le marché
Research strategies of active natural products include ecological approaches. Extremophile plants, and in particular, halophytes and xerophytes, salt and drought-resistant plants, are a case in point. As they develop an arsenal of adaptation responses, including a powerful antioxidant system, they prove to be a promising source of biomolecules, especially in phenolic compounds. In this study, an assessment of biological activities was carried out on eight Tunisian halophyte and xerophyte plants that would offer new applications in public health-care, as well as in agriculture. Limonium virgatum (Willd.) Fourr. (Plumbaginaceae), a halophyte plant, showed interesting antioxidant and antibacterial activities in accordance to a high polyphenol content and to the presence of phenylpropanoides, respectively. Cirsium scabrum (Poir.) Bonnet & Barratte (Asteraceae), a xerophyte plant, revealed a cytotoxic potential involving cycloartane-type triterpenes, and a promising activity against Dermabacter hominis strains which is linked to the presence of glycosylated flavones. Juncus maritimus Lam. (Juncaceae), a halophyte plant, should be referred to a source of phenanthrene derivativeswith original biological activities. Juncunol showed a high activity against an amoxicillin-resistant strain of Streptococcus pyogenes. Effusol was highly active against the wheat pathogen (Zymoseptoria tritici), for which high salinity conditions would stimulate its activity in the rhizomes of the plant. Most interestingly, dehydrojuncusol, has been introduced as a novel inhibitor of hepatitis C virus replication that is effective against resistant mutants for which some treatments available on the market became ineffective

L'objectif de notre étude est de développer des méthodologies permettant d'intégrer un modèle de processus de surface et des mesures satellitales pour reproduire l'évolution de la croissance de la végétation et les bilans d'eau et d'énergie en zone semi-aride. L'approche de cette étude est basée sur le couplage entre un modèle de flux de surface incluant un fonctionnement dynamique de la végétation et des observations satelittales dans les domaines visible et thermique à moyenne résolution spatiale et à haute répétitivité temporelle. Le couplage avec les observations satelittales est réalisé en appliquant deux méthodes d'assimilation. Une première méthode dite de calibration consiste à appliquer une minimisation de la différence entre les variables simulées et observées sur une simulation globale par ajustement des paramètres d'entrée du modèle couplé. Une seconde méthode est une méthode d'assimilation séquentielle qui consiste à actualiser les variables de sortie du modèle en tenant compte des erreurs associées au modèle et aux observations, à chaque fois qu'une observation est disponible. La succession des phases de calibration et d'assimilation séquentielle dans le domaine visible permet d'obtenir de bonnes estimations des variabilités spatiales et interannuelles d'indice foliaire et des bilans d'eau et d'énergie aux échelles locales. Dans le domaine thermique des mesures au sol de température radiative ont aussi servi à l'étalonnage du modèle couplé. Au niveau spatial, l'utilisation de la température de surface issue du capteur AVHRR demande des études approfondies pour éliminer certains problèmes comme l'hétérogénéité saptiale. Les développements de techniques d'assimilation d'observations satelittales dans les modèles de processus de surface sont des outils nouveaux et intéressants pour un meilleur contrôle des trajectoires des modèles aux échelles régionales.

Ce travail presente une etude comparative concernant l'installation de cinq especes vegetales perennes, originaires de la zone presaharienne du sud de la tunisie. Deux de ces especes sont des chamephytes: argyrolobium uniflorum et artemisia herba-alba, et trois des hemicryptophytes: cenchrus ciliaris, plantago albicans et stipa lagascae. Des plantules de ces especes ont ete transplantees dans des pots et soumises a des contraintes hydriques controlees et a des coupes simulant l'herbivorie. Au niveau individuel, la plasxticite phenotypique des especes dans la distribution de phytomasse entre les racines et la partie aerienne, ainsi que les possibilites d'ajustement de l'allocation de ressources entre la reproduction et la survie, apparaissent comme les elements cles pour la reussite de leur installation. Au niveau communautaire l'existence d'une complementarite fonctionnelle inter et intra-strate doit permettre de faire face a une vaste gamme d'aleas du milieu. Le corollaire de cette recherche est la proposition de trois modeles mathematiques portant sur l'ecologie fonctionnelle: un indice descriptif de l'etat phenologique de la plante, un modele sur l'allocation de ressources entre les racines et la partie aerienne et une theorie synthetique sur un systeme de coordination fonctionnelle au niveau de la plante entiere

Un essai de reconstitution de la phylogenie de la tribu des cardueae (compositae) est presente. Environ 95 caracteres morphologiques sont pris en compte pour realiser une analyse cladistique portant sur 40 genres. Les problemes du morphotype ancestral ainsi que de l'origine biogeographique presumee de la tribu sont abordes. On montre l'interet adaptatif de certains types d'inflorescences vis-a-vis des contraintes en climat mediterraneen. Cardueae et lactuceae ont adopte differentes solutions pour limiter les impacts des mammiferes herbivores et des fourmis moisonneuses

Apres un expose des caracteristiques de la zone etudiee et des enquetes pastorales realisees sur le terrain, ce travail propose une etude phyto-ecologique. Plusieurs descripteurs efficaces sont mis en evidence, cependant l'action de l'homme constitue le facteur preponderant et masque l'effet des parametres physiques. Des approches analytiques et globales sont abordees pour degager des groupes d'especes caracteristiques du milieu. Les plantes etant surtout des annuelles ephemeres ou ubiquistes, peu d'especes indicatrices ont ete observees. Des groupes de releves ont ete elabores pour entreprendre une etude typologique. Trois groupes representant la montagne, le piemont et la plaine se distinguent. Leurs aspects mesologiques et physionomiques sont presentes. Des criteres taxinomiques, biologiques et pastoraux ont ete utilises pour caracteriser les groupes elabores et analyser leurs differences. Vu la forte degradation de la vegetation et du support physique, la composition floristique constitue le parametre le plus discriminant. La dynamique des systemes ecologiques et pastoraux, sous l'effet de la mise en defens, appliquee a la station experimentale de wadi-el-'azib, a permis d'etudier la perennite du parcours, suite a l'evolution de quelques especes perennes. La reaction des plantes annuelles a la variation des precipitations, exprimant l'instantaneite du parcours, a conduit a elaborer des groupes d'especes qui reagissent selon ce parametre. Des perspectives et axes prioritaires sur la recherche agro-pastorale en zone aride syrienne sont proposees pour contribuer a la rationalisation de son amenagement

L'etude porte sur le comportement vis-a-vis de l'eau du sol de quelques especes pastorales autochtones de la zone aride tunisienne installees en peuplements purs et en melanges, en cases lysimetriques et en parcelles experimentales. Les mesures et observations realisees portent principalement sur le cycle de vie des especes et les potentiels de l'eau dans le sol et dans la plante. Les resultats montrent que cenchrus ciliaris l. Et digitaria commutata sch. Ssp. Nodosa (parl. ) maire, especes d'origine tropicale, presentent sous climat mediterraneen, deux periodes de croissance et deux periodes repos hivernal et estival. En revanche, stipa lagascae r. Et sch. Ssp. Normalis maire, plantago albicans l. Ssp. Albicans et argyrolobium uniflorum (d. C. ) jaub. Et spach. , especes d'origine mediterraneenne, peuvent croitre meme a basses temperatures (hiver). On verifie que l'efficacite vis-a-vis de l'eau du sol pour la production est plus elevee pour les especes en c#4 que pour les especes en c#3. Les decalages dans les cycles de vie et les structures du systeme racinaire observes sur les especes, permettent d'expliquer certains aspects de la concurrence et de la complementarite dans le partage des ressources entre les especes quand elles sont installees en melanges

Le present travail a ete effectue pres de ouagadougou, sur les paturages de la zone nord-soudanienne du burkina-faso, en afrique de l'ouest. Il porte sur l'observation de 6 stations, situees sur des jacheres d'age divers, au cours des annees 1984 a 1991. L'auteur, apres s'etre attache a mettre en evidence le caractere d'aridite climatique et edaphique de cette region, etudie la vegetation des jacheres et son evolution hors de toute exploitation humaine et animale. Il montre la relation entre la phytomasse herbacee et la pluviosite (pluies totales annuelles et distribution des precipitations). Enfin, dans la derniere partie, apres avoir etudie le comportement alimentaire des zebus sur ces paturages, il essaye de degager quelques voies d'intensification de la surface fourragere constituee par ces savanes a dominance de graminees annuelles

L'objectif de ce travail est d'etudier les besoins hydriques de deux especes de la tunisie presaharienne artemisia herba-alba (asso) et anthyllis henoniana (batt. ) afin de pouvoir les utiliser au mieux dans la rehabilitation de terrains de parcours degrades. Anthyllis henoniana presente une meilleure resistance a la secheresse qu'artemisia herba-alba que l'on peut expliquer par son aptitude a mettre en place un ajustement osmotique pendant le dessechement, par sa capacite a effectuer des echanges gazeux meme aux faibles potentiels hydriques ainsi que par sa capacite d'absorption de l'eau au niveau des feuilles. Artemisia herba-alba est une meilleure competitrice pour l'eau au stade plantule qu'anthyllis henoniana, a ce stade-la, cette derniere beneficie d'une croissance racinaire plus rapide que celle d'artemisia herba-alba ce qui permet son installation en region plus aride

Le tournesol, culture d'ete pouvant transpirer une grande quantite d'eau, presente toutefois l'aptitude a produire un rendement eleve sous contrainte hydrique. Les conditions qui permettent cette adaptation, ainsi que les mecanismes impliques restent a preciser. L'objectif de la these est l'etude de l'influence de l'intensite et du stade d'application de la contrainte hydrique sur la production, le developpement foliaire, les echanges gazeux et la repartition des produits de la photosynthese dans la plante. Lorsque le deficit hydrique est applique avant l'apparition du bouton floral et qu'il est maintenu jusqu'a maturite, l'efficience de l'eau et l'indice de recolte augmentent. Cette bonne adaptation provient notamment d'une reduction de 50% de la surface foliaire maximale, et d'un meilleur transfert des assimilats, neoformes ou stockes dans les organes de reserve, a destination de l'organe reproducteur. L'augmentation de l'intensite du deficit hydrique n'accroit pas l'aptitude adaptative du tournesol et se traduit par une diminution de l'efficience de l'eau et de l'indice de recolte. Une contrainte hydrique qui apparait lorsque le bouton floral mesure 4 a 5 centimetres ne permet pas a la plante un bon ajustement de la surface foliaire pour limiter les pertes en eau. En outre, la mobilisation des reserves est faible. Aussi, l'indice de recolte n'augmente pas toujours par rapport aux plantes bien alimentees en eau. En revanche, l'efficience de l'eau reste elevee. Les plantes qui subissent un deficit hydrique en phase vegetative tendent a developper une surconsommation d'eau en phase reproductive et l'efficience de l'eau diminue. Toutefois, malgre une faible utilisation des assimilats mis en reserve avant l'anthese, l'indice de recolte est aussi eleve que celui des plantes soumises a une contrainte maintenue jusqu'a maturite. En conclusion, les possibilites d'adaptation du tournesol a la secheresse semblent limitees a l'approche de la floraison. La recherche de varietes tolerant ce type de contrainte pourrait constituer une voie d'amelioration genetique

Dans les regions arides, l'eau est le facteur qui controle les processus biologiques. Dans ces regions, le regime des pluies est tres variable dans l'espace et dans le temps; il en resulte, des gradients d'impredictibilite de l'environnement. Les plantes annuelles representent une forme de vie (life-form) qui a reussi dans ces regions. La basse californie du nord (mexique), presente 2 regions ayant des regimes pluvieux contrastes: une region sur la cote de l'ocean pacifique avec un regime de pluies previsibles (des pluies sures pendant l'hiver et une secheresse estivale); l'autre region sur la cote du golfe de californie presente un regime avec une faible previsibilite pendant toute l'annee. Le theme de nombreux articles a ete l'etude de l'evolution des cycles de developpement des organismes comme reponse a l'influence de l'imprevisibilite de l'environnement. Nous avons selectionne 5 especes annuelles: erodium cicutarium, erodium macrophyllum, salvia columbariae, camisonnia californica et calandrinia maritima. L'interpretation des resultats obtenus indique que les especes etudiees presentent une strategie specifique et similaire dans toutes les populations, sauf c. Californica, qui presente des reponses particulieres dans les differentes populations etudiees. On souligne que dans les regions arides l'aridite et la previsibilite des pluies sont les composantes les plus importantes dans l'evolution de cycles de vie des especes annuelles et doivent etre considerees comme des forces independantes

Les aérosols minéraux constituent une des plus importantes sources en masse des aérosols atmosphériques. Ces particules ont différents impacts sur l'environnement : elles exercent un forçage radiatif, et peuvent intervenir dans la chimie hétérogène atmosphérique, ainsi que dans la dynamique des nuages. Elles jouent aussi un rôle dans la redistribution de matière à l'échelle globale, notamment par leur dépôt loin des zones sources. L'estimation des quantités d'aérosols minéraux présents dans l'atmosphère, et donc de leurs flux d'émission, qui se font sous l'action du vent en zones arides et semi-arides, demeure l'objet de fortes incertitudes. Si les émissions de particules minérales en zones arides sont relativement bien contraintes à l'heure actuelle, les processus d'érosion éolienne en zones semi-arides sont plus complexes, en raison notamment de la dynamique des états de surface. L'objectif de cette étude est de quantifier les émissions d'aérosols minéraux par érosion éolienne en zone semi-aride sahélienne, et plus précisément d'estimer l'impact de la végétation saisonnière sur ces émissions, sans prendre en compte à ce stade les perturbations induites par l'action de l'homme. Nous avons mis en œuvre des outils de modélisation pour simuler le couvert végétal saisonnier et l'émission d'aérosols par érosion éolienne. La zone d'étude est la ceinture sahélienne, de 10°N à 20°N et de 20°W à 35°E. Les résolutions spatiales retenues sont de 0.10° à 0.25° et 0.5°, et la résolution temporelle de 1 à 10 jours. Afin de pouvoir tenir compte de la variabilité interannuelle des phénomènes observés, la couverture temporelle de l'étude est de 4 ans, sur la période 2004-2007. En régions semi-arides, la disponibilité en eau est le principal facteur limitant le développement de la végétation. Trois produits d'estimation des précipitations issus d'observations satellitaires (CMORPH, RFE2.0 et TRMM3B42) ont donc été comparés entre eux et comparés à des mesures de pluviomètres spatialement interpolées (AGHRYMET), au cours de la saison des pluies au Sahel. Trois critères de comparaisons ont été définis pour qualifier leur pertinence en termes de dynamique de la végétation (distribution spatiale, fréquence journalière et quantités des précipitations). Les trois produits sélectionnés montrent un bon accord sur la ceinture sahélienne, et ce pour les trois critères. De plus, le niveau d'accord est stable au cours du temps, de l'échelle intrasaisonnière à l'échelle interannuelle. La végétation est simulée avec le modèle STEP, conçu spécifiquement pour reproduire la dynamique de la végétation sahélienne. Les simulations sont réalisées en utilisant en entrée les trois champs de pluie issus de l'étape précédente. Les résultats sont comparés à des observations régionales issues de mesures satellitaires (LAI MODIS). Les critères de comparaisons sont déterminés pour leur pertinence en termes de caractérisation de l'état de la surface (limite nord, dates de démarrage et de maximum, et valeurs du maximum de végétation). Ces comparaisons montrent la capacité du modèle utilisé à reproduire la dynamique régionale annuelle. Les différentes phases du cycle végétatif sont bien restituées, avec toutefois des réserves sur le démarrage précis de la pousse. Les émissions d'aérosols désertiques sont simulées en utilisant le modèle DPM, qui repose sur la description explicite des processus physiques mis en jeu. Les caractéristiques des états de surface en l'absence de végétation (rugosité, types de sol) sont décrites en se basant sur des produits de surface satellitaires et de données issus de d'analyses géomorphologiques. En période végétative, les caractéristiques du couvert végétal simulé (hauteur, taux de couverture) sont converties en termes de rugosité dynamique de la surface. L'effet de l'humidité gravimétrique de la couche superficielle du sol est également pris en compte. L'impact de ces différents facteurs est alors illustré, notamment les différences dues à la présence du couvert végétal, en termes d'émissions d'aérosols minéraux, dans une zone définie comme la " frange émissive saisonnièrement végétalisée ", et dont l'étendue varie selon l'année et le produit de pluie utilisé en forçage. Pour la période 2004 à 2007, la strate herbacée saisonnière présente ainsi une capacité d'inhibition des émissions de l'ordre de 8 à 28% en masse du flux total annuel de cette frange, qui lui peut varier de 1 à 30 Mt environ.

Ce travail porte sur l'identification des structures de paysage et l'évaluation de la production fourragère et du degré de dégradation du sud-est de la Province du Chubut, dans le Département d'Escalante, dans les conditions arides à semi-arides de la Patagonie argentine. L'élevage ovin, qui a été, dés le début du XXème siècle, à l'origine de l'occupation de la Patagonie, est également responsable d'une dégradation sensible des milieux naturels. La zone de travail, marquée par un fort gradient de précipitation est-ouest, regroupe un ensemble d'unités paysagères hiérarchisées en géosystèmes et géocomplexes dans lesquels ont été évaluées diverses variables descriptives de production et de dégradation, à partir d'un échantillonnage préalable et de données télédétectées NDVI. Après spécification des relations entre variables par l'étude des corrélations et l'analyse multidimensionnelle des données, l'analyse du comportement des NDVI permet de mettre en évidence aussi bien la forte influence des conditions climatiques et phénologiques associées aux images sur les valeurs de cet indice, que ses limites de validité en conditions de sols très dénudés. Les faibles valeurs de la productivité fourragère moyenne des unités de paysage, qui varient entre 50 à 300 kg MS/ha/an, très mal exprimées par le signal NDVI, traduisent, outre le degré de dégradation, la faible efficacité des précipitations de ces écosystèmes arides tempérés. En ce qui concerne l'état de dégradation, la hiérarchie des géosystèmes et géocomplexes, établie sur la base d'une estimation globale des variables descriptives de dégradation, est relativement bien rendue par la gamme de valeurs des NDVI correspondants. Dans le prolongement de ce travail, les recherches ultérieures s'orientent notamment vers une étude plus systématique du comportement des indices de végétation, à partir d'un suivi continu et en améliorant les prétraitements d'image et le contrôle au sol
The aim of this work is to study the primary production and degradation of the landscape units in the Escalante Department of Chubut Province in the Argentine Patagonia. The sheep grassing has be the most important element in the population development processes at regional level along the XXth century and also the causes of the desertification processes in the arid natural landscapes. In the southeast area of Chubut Province, with a strong rain gradient are delimitated landscape units, from the climatic; geomorphological; topographics and phytogeographical characteristics. In these units the primary production and degradation levels are evaluated, to the field measures and the LANDSAT 5 and 7 data. The results confirm the higher level of carrying capacity in the eastern units, but in some cases the floristic composition is most important than the simple biomass measures. In relation to environmental degradation, the western units are high values than the eastern ones; with the exception the edaphic conditionated units in the east. The vegetation index (Normalized Difference Vegetation Index) of the remote sensings products of 1986, 1997 and 2001, with strong climatic differences, are an moderate correlation to the primary production and environmental degradation. By other hands, the use of NDVI to delimitation the primary production in the most degradated soils is very complex and the floristic composition indetected in the satellital data, take an important place in the primary productivity evaluation. The analysis of these results shows the satellital imagery importance to asses and monitoring arid environment and also the fragility of predictions in ecosystems with high level of climatical interannual variability

La forte croissance démographique (~3%.an-1) observée au cours des dernières décennies en Afrique subsaharienne a engendré la conversion de grandes étendues de savane arborée en cultures pluviales ou irriguées et la diminution de la durée des jachères. Afin de déterminer l'impact de tels changements d'usage du sol sur la recharge des nappes phréatiques, la zone non saturée a été investiguée pendant trois ans (2009-2011) pour deux régions du Niger (sud-ouest et sud-est) aux conditions climatiques et géomorphologiques différentes.Une approche expérimentale in-situ a tout d'abord permis de caractériser qualitativement les propriétés de la zone non saturée et les flux hydriques associés (profondeur 0-10 m) pour les principaux usages du sol : savane naturelle ; jachère ; culture pluviale de mil ; et culture irriguée de poivron. Des profils granulométriques et de résistivité électrique apparente ont été réalisés et des suivis temporels de la teneur en eau et du potentiel matriciel du sol ont été mis en place. A partir des résultats et de la synthèse des données ainsi recueillies, deux analyses détaillées ont été proposées.Afin de quantifier le différentiel de recharge diffuse entre une jachère à Guiera senegalensis et une culture pluviale de mil (Pennisetum sp.) au sud-ouest Niger, une modélisation à base physique via le code Hydrus-1D a été appliquée. Dans un premier temps, une inversion basée sur la méthode GLUE a permis d'établir les densités de probabilité pour les paramètres hydrodynamiques de la zone non saturée ; dans un second temps, des simulations pluriannuelles (2 × 100 ans) du drainage profond (0-10 m) lors d'une transition jachère-mil ont été réalisées. Il a ainsi été montré que l'expansion des surfaces cultivées en mil pourrait se traduire par une augmentation du drainage profond, de 20 à 25 mm.an-1 après un délai de 35 à 60 ans.Afin d'étudier les conséquences des mises en culture pluviales et irriguées sur le potentiel de salinisation des sols et des eaux souterraines au sud-est Niger, les concentrations en ions majeurs dissous dans l'eau des pores de la zone non saturée ont été mesurées, puis comparées à la composition géochimique des apports d'eau associés (pluie, eau d'irrigation). Il a été ainsi mis en évidence que la mise en culture pluviale a un effet négligeable sur la qualité des eaux interstitielles et souterraines tandis que l'irrigation est associée à un enrichissement de l'eau de la zone non saturée en solutés qui pourrait induire, à terme, une salinisation de la nappe par lessivage des sols devenus salins/sodiques
In semiarid sub-Saharan Africa, the rapid population growth (~3%.yr-1) during the past few decades has resulted in land clearing and large-scale conversion from savannah and fallow to rainfed or irrigation crop fields. The traditional duration of fallow has been also shortened. In order to estimate the impact of these land use changes on groundwater recharge, the vadose zone was investigated during three years (2009-2011) for two regions located in Niger (south-west and south-east).A qualitative analysis was first carried out for identifying vadose zone properties and for characterizing the corresponding water fluxes (0-10 m depth) for the main land use types: natural savannah; fallow; rainfed millet crop; and irrigated sweet pepper crop. Grain size and electrical resistivity profiles were established and soil water content and matric potential were monitored. Based on the results of this analysis, two more detailed investigations were performed.In southwestern Niger, in order to estimate changes in diffuse recharge from a fallow with Guiera senegalensis to a rainfed millet crop (Pennisetum sp.), a physically-based modeling with Hydrus-1D code was completed. Probability density functions were first built for the soil hydraulic parameters based on the GLUE approach; then, deep drainage (0-10 m depth) was simulated for a 2 × 100 year time-period including a fallow-millet conversion. It was shown that the increase in millet crop areas could result in an increase in deep drainage from 20 to 25 mm.yr-1 after a delay of 35 to 60 years.In southeastern Niger, in order to assess the impact of rainfed and irrigated cropping development on soil and groundwater salinization, major ion concentrations in pore water of the vadose zone were measured and compared with the geochemical composition of water inputs (rainfall, irrigation). It was shown that rainfed cropping does not affect soil water and groundwater quality whereas irrigation results in an increase of solutes concentrations in soil pore water, which could lead to a groundwater salinization at mid-term through soil leaching

D’après la carte des climats de Köppen, le climat méditerranéen semi-aride est présent dans plusieurs pays du Moyen-Orient, dont le Liban et l’Iran. Dans la perspective d’une régionalisation de la compréhension du défi de l'eau, deux plaines agricoles aux caractéristiques climatiques similaires ont été retenues comme zones d’étude : la plaine de la Békaa au Liban et la plaine de Marvdahst en Iran. La plaine de Marvdasht est légèrement plus aride. Avec le changement climatique, la Békaa ressemblera avant 2100 à la plaine de Marvdasht d’aujourd’hui. Il s’agit donc de connaitre les pratiques agricoles dans la plaine de Marvdasht pour imaginer ce à quoi ressemblera l’agriculture de la Békaa à l’avenir. Les agriculteurs doivent adapter leurs stratégies autant à la variabilité interannuelle des précipitations et aux sècheresses qu’aux incertitudes économiques (variabilité des prix de vente). Malgré des différences (géo)politiques certaines, les agriculteurs de la Békaa et de Marvdasht choisissent des plantes qui ont des besoins en eau trop importants par rapport à la ressource en eau renouvelable, mais qu’ils peuvent vendre au prix fort sur le marché. En définitive, les bilans hydriques des années étudiées sont négatifs : à Marvdasht les agriculteurs ont pompé 0,25 km3 d’eau souterraine pour satisfaire les besoins totaux en irrigation mais la recharge des nappes n’a été que de 0,09 km3 cette année-là. Dans la Békaa, cet équilibre est aussi négatif, mais dans des proportions moins importantes : 0,15 km3 ont été pompés pour une recharge de 0,1 km3. Les besoins en irrigation sont donc supérieurs à l’eau renouvelable. Les agriculteurs ont pris le parti de privilégier l’adaptation au marché plutôt qu’à la gestion durable des ressources. Les raisons des choix de cultures ont été analysées de près à travers des enquêtes sur le terrain mais aussi certaines méthodes de télédétection pour établir des cartes de cultures. Les besoins en irrigation des plantes sont aussi estimés par télédétection car ils permettent de déterminer si les agriculteurs favorisent ou non des stratégies d’adaptation au changement climatique avec des choix de cultures pertinents. Ce déséquilibre provient du productivisme adopté dans les années 50 mais aussi d’un objectif politique beaucoup plus ambitieux, l’autosuffisance alimentaire, surtout en Iran. Cela provoque une surexploitation des eaux souterraines pour l’irrigation et ainsi un rabattement des nappes de plusieurs dizaines de mètres depuis les années 80. Des alternatives consistent à cultiver des plantes à forte valeur ajoutée et aux besoins en eau modestes : le safran, le colza, le quinoa et le cannabis (au Liban). Nous avons mis en valeur ces cultures alternatives car elles permettraient de réaliser l’économie de millions de m3 chaque année. Encore peu cultivées, ces plantes ont besoin de marchés incitatifs pour susciter l’intérêt des acteurs de l’agriculture. Cette partie opérationnelle analyse les raisons de ce succès mitigé en vue de trouver des marchés locaux incitatifs qui seraient au service d’une politique agricole durable plus efficace que les mesures restrictives sur la gestion de l’eau (souvent contournées par les agriculteurs)
According to Köppen’s climate map, the semi-arid Mediterranean climate covers several countries in this region, including Lebanon and Iran. In order to regionalize the understanding of the water challenge of this region, two agricultural plains with similar characteristics were selected as study areas: the Bekaa plain in Lebanon and the Marvdahst plain in Iran. The Marvdasht plain is slightly drier and through climate change, the Bekaa plain will look like the present climate conditions of Marvdasht before 2100. It is therefore necessary to grasp the agricultural practices in the Marvdasht plain in order to imagine how Bekaa agriculture will look like in the future. Farmers must adapt their strategies to the local climate that is characterized by strong uncertainties (interannual variability of rainfall or frequent droughts) but also to economic uncertainties (prices’ variability). Despite (geo)political differences, some farmers in the Bekaa and Marvdasht have chosen strong water demanding crops, compared to the local renewable water resources. However, these crops are profitable on the market. In total, the water balances for the years under consideration are negative: in Marvdasht, farmers pumped 0,25 km3 of groundwater to meet the total irrigation needs, but the groundwater recharge was only 0,09 km3 in that year. In the Bekaa, this balance is also negative, but to a lesser extent: 0,15 km3 were pumped for a recharge of 0,1 km3. In both cases, irrigation needs are therefore higher than renewable water. They have therefore promoted market adaptation rather than sustainable resource management. Thus, the reasons for crop choices were closely analysed through field surveys and certain remote sensing methods to generate crop maps. The net irrigation requirements of crops are also estimated through remote sensing. Indeed, water needs determine whether or not farmers promote climate change adaptation strategies with relevant crop choices. This regional imbalance at the expense of resources stems from the productivism in the early 1950s. This paradigm is rooted on farm’s profitability and a more ambitious political objective, food self-sufficiency, especially in Iran. This causes an overexploitation of groundwater for irrigation and thus a lowering of groundwater by several tens of meters since the 1980s. Some alternatives consist of growing plants with high added value and modest water requirements: saffron, canola, quinoa and cannabis (in Lebanon). We have highlighted these alternative crops since their cultivation on large areas could save millions of water cubic meters each year. Still not widely cultivated, these plants need incentive markets to attract the interest of agricultural stakeholders. This operational part thus analyses the reasons for this lukewarm success in order to find incentive markets. Such local markets would strengthen a more sustainable agricultural policy than restrictive measures on water management that farmers always manage to circumvent