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« MISE EN PLACE D’UN SYSTEME D’ALERTE PRECOCE A LA SECHERESSE DANS 3 PAYS DE LA RIVE SUD DE LA MEDITERRANEE : L’ALGERIE, LE MAROC ET LA TUNISIE»

LIFE05TCY/TN/000150

AALLGGEERRIIEE :: DGF ASAL CRSTRA ONM Evaluation des Dispositifs d’Alerte Précoce à la

Sécheresse à l’Echelle Nationale (Cas du Maroc)

MMAARROOCC:: CRTS DMN DPV HCEFLCD TTUUNNIISSIIEE :: CNT INM IRA

Date de remise du rapport : 05/07/06

Auteur: Dr. Mohammed KARROU (Consultant)

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Remerciements

Cette étude s’est déroulée dans de bonnes conditions sous la supervision de tous les partenaires marocains dans le SMAS, à savoir le Centre Royal de la Télédétection Spatiale, la Direction de la Météorologie Nationale, la Direction de la Production Végétale du Ministère de l’Agriculture et le Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte contre la Désertification. Le consultant les remercie vivement pour leurs conseils et leur disponibilité au cours de la réalisation de ce travail. Le consultant s’est basé sur une recherche bibliographique et sur des discussions avec les partenaires pour préparer ce rapport.

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Résumé

Cette consultation a été réalisée dans le cadre du projet LIFE-Pays-Tiers N° 05TCY/TN/00150 « Mise en place d’un système d’alerte précoce à la sécheresse dans les trois pays de la rive sud de la Méditerranée : Algérie, Maroc, Tunisie » (SMAS) et conformément aux recommandations de l’atelier de démarrage tenu à Rabat les 9 et 10 Mars, 2006. Elle a pour objectif la réalisation d’une étude « évaluation des dispositifs d’alerte précoce à la sécheresse (SAPS) existants à l’échelle nationale » inscrite dans les activités (WP 21000). Les aspects traités sont relatifs aux concepts de la sécheresse, à l’évaluation des systèmes d’alerte précoce à la sécheresse existants au niveau national et à la proposition d’un modèle de SAPS pour le Maroc. De ce travail, il ressort qu’il existe dans le pays quatre types de sécheresse, météorologique, hydrologique, agricole et socio-économique. Une cinquième qui pourrait être appelée forestière, vu l’impact de la sécheresse sur la forêt au Maroc. Vu la fréquence élevée de la sécheresse depuis les années 80 et son impact sur l’économie du pays à travers ses effets sur la production agricole et les ressources naturelles, l’Etat marocain a mis en place des structures et des mesures importantes de lutte contre les effets de la sécheresse dont certaines sont proactives. Malgré cet effort, le système existant reste dominé par une approche de gestion de la crise. Pour passer de cette approche à celle visant la gestion du risque, il est indispensable d’avoir un système d’alerte précoce basé sur des indicateurs adaptés au contexte marocain. Une panoplie d’indicateurs a été développée et testée dans plusieurs pays, y compris le Maroc. Certains parmi eux sont présentés dans ce rapport et leurs avantages et inconvénients sont discutés. De même, des exemples de systèmes compréhensifs sont donnés. En s’inspirant des expériences régionales et internationales réussies dans le domaine de l’alerte précoce et en tenant compte de la description faite des indices / indicateurs de la sécheresse, un prototype de SAPS participatif est proposé. Il est basé sur les structures existantes de la gestion de la sécheresse au Maroc. L’objectif visé est de renforcer ces structures et rendre leur travail plus efficace et efficient. Le rapport propose un nombre limité d’indices météorologiques, hydrologiques et agronomiques qui doivent être validés avant leur utilisation. Des indicateurs socio-économiques sont également identifiés. De même, une liste d’autres variables mesurées ou observées pouvant aider dans l’ajustement des indicateurs est établie. Les rôles des partenaires ont été également définis.

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SOMMAIRE REMERCIEMENTS RESUME 3 SOMMAIRE 4 LISTE DES ABBREVIATIONS 7 LISTE DES TABLEAUX 9 LISTE DES DIAGRAMMES 9 INTRODUCTION 10 I- Définitions et concepts de la sécheresse 11 I.1 – CONCEPT DE LA SECHERESSE 11 I.2 – TYPES DE SECHERESSE 12 Sécheresse météorologique 12 Sécheresse agricole 12 Sécheresse liée à la forêt 13 Sécheresse hydrologique 13 Sécheresse socio-économique 14 I.3 – PROCESSUS ET CYCLES DE LA SECHERESSE DANS LE PAYS 14 I.4 – SUIVI SPATIO-TEMPOREL, INDICES DE SUIVI, MESURES ET CATEGORIES D’INTENSITES DE LA SECHERESSE 16 Rapport à la normale (RA) 17 Déciles 17 Indice de précipitation standardisée (SPI) 17 Indice de sévérité de la sécheresse de Palmer (PDSI, PHDI) 18 Indice de l’approvisionnement en eau de surface (SWSI) 20 Indice du niveau d’eau standardisé (SWI) 21 I.5 – EVALUATION DE L’IMPACT ET CARATÉRISATION DE LA SÉCHERESSE 22 I.6- CHOIX DES INDICATEURS DE LA VULNERABILITÉ STRUCTURELLE ET CONJONCTURELLE 23 I.7- PREVISION DE LA SECHERESSE ET SYSTEMES D’ALERTE PRECOCE 25 La prévision de la sécheresse 25 Les indicateurs de la sécheresse 26 La télédétection spatiale 27 Exemple de systèmes compréhensifs d’alerte précoce à la sécheresse 23

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II- EVALUATION DES SYSTÈMES D’ALERTE PRÉCOCE À LA SÉCHERESSE EXISTANTS AU NIVEAU NATIONAL 35

II.1- IDENTIFICATION DES SYSTEMES D’ALERTE PRECOCE EXISTANTS AU NIVEAU NATIONAL 35 Mesures réactives 36 Passage des mesures réactives aux proactives 36 Systèmes d’alerte précoce 37

II.2- IDENTIFICATION ET DESCRIPTION DES STRUCTURES TRAVAILLANT DANS LA PROBLEMATIQUE DE LA SECHERESSE 38 La Direction de la Météorologie Nationale 38 Le conseil interministériel permanent pour le développement rural (CIPDR) 38 Le conseil supérieur de l’eau et du climat (CSEC) 38 L’observatoire national de la sécheresse (ONS) 38 Le Centre Régional de la Recherche Agronomique de l’INRA-Settat 39 Institutions de recherche et d’enseignement supérieur 39

II.3- ANALYSE DES LACUNES, INSUFFISANCES DES SYSTEMES ET DES COMPETENCES 39

II.4- PROPOSITION DE MODALIES PERTINENTES DE RENDRE OPERATIONNELS LES SYSTEMES 40 III- PROPOSITION D’UNE METHODOLOGIE 40

III.1- TYPE DE SYSTEME A METTRE EN PLACE 40 Fondements du système 40 Structure du système 41

III.2- CHOIX DES INDICES ET INDICATEURS 45 III.2.1- Choix des indicateurs potentiels à long terme et rôles des partenaires 45 a. Indices/indicateurs potentiels à évaluer 45 Indices météorologiques 45 Indices de stress hydrique pour l’agriculture et la forêt 46 Indices hydrologiques 46 Indicateurs socio-économiques 46 b. Rôles des partenaires potentiels (fournisseurs, producteurs de données/indicateurs) 47 III.2.2- Indices/indicateurs retenus et rôles des partenaires dans le projet SMAP-Maroc 50 a. Indices à évaluer 50 b. Rôles des partenaires (fournisseurs, producteurs de données/indicateurs) 51 III.3- Périodicité et échelle de production des indicateurs 53 Périodicité de production des indicateurs 53 Echelle de production des indicateurs 53 IV- Evaluation des besoins exprimés en matière de formations et d’équipements 54

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IV.1- EQUIPEMENTS A ACQUERIR 54 IV.2- MODULES DE FORMATION 55 IV.3- QUELQUES THEMES DE RECHERCHE NECESSITANT LA CONTRIBUTION DE TOUS LES PARTENAIRES DU SAPS AU MAROC 55 V- REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 56

ANNEXE 1. PROJET DE TEST ET DE VALIDATION DU SAPS 60

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LISTE DES ABREVIATIONS SMAS Système Maghrébin d’Alerte à la Sécheresse SAPS Système d’alerte précoce à la sécheresse SAU Superficie agricole utile CRTS Centre royale de télédétection spatiale DMN Direction de la météorologie nationale DPV Direction de la production végétale HCEFLCD Haut commissariat aux eaux et forêt et à la lutte contre la

désertification RN Rapport à la normale Pi Précipitation réelle de l’année i pour une période de temps donnée Pn Précipitation normale pour la même période de temps. d1, d9 Déciles SPI Indice de précipitation standardisée Pm Précipitation moyenne d’une longue série de données σ Ecart type. PDSI Indice de sévérité de la sécheresse de Palmer PHDI Indice de sévérité de la sécheresse hydrologique de Palmer ET Evapotranspiration R Recharge d’eau RO Ruissellement L Perte d’eau P Précipitation ETP Evapotranspiration potentielle PR Recharge potentielle PRO Ruissellement potentiel PL Perte potentielles en eau. Z Indice de l’anomalie K Caractéristique climatique Xi Valeur du ième mois de sécheresse SWSI Indice de l’approvisionnement en eau de surface P Probabilité de non dépassement des limites de stockage par le

réservoir. N Nombre total d’années analysées; SWI Indice du niveau d’eau standardisé Wij Niveau d’eau saisonnier du ième puits et jème observation Wm Moyenne saisonnière. σ est son écart type. IDC Indice de déficit climatique ETp Evapotranspiration potentielle ETm Evapotranspiration maximale. I Irrigation ETr Evapotranspiration réelle D Drainage CWSI Indice du stress hydrique des cultures DRH Déficit hydrique réel AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration VCI Indices d’humidité TCI indice tenant compte de la Température VT Etat sanitaire de la végétation BT Brightness Temperature ou température de brillance NDVI Indice de végétation par différence normalisée NIR Proche infra rouge

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VIS Visible SEVIRI Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager MSG Seconde génération des satellites météorologiques Météosat FAO Food and Agriculture organisation USA United States of America ou Etats unis d’Amérique CCD Cold cloud duration ROSELT Réseau d’observatoires de surveillance écologique à long terme ENSO El Nino southern oscillation SVHI Satellite vegetation health index ou Indice de l’état sanitaire de la

végétation DPA Direction provinciale de l’agriculture ORMVA Office régional de mise en valeur agricole MEDROPLAN Mediterranean Drought Prepardness and Mitigation Planing IAMZCIHEAM Insitiut Agronomique Méditerranéen de Saragosse DRI-MVB Projet du développement rural intégré de mise en valeur bour DAF Direction des Aménagements Fonciers ONS Observatoire National de la Sécheresse CIPDR Conseil interministériel permanent pour le développement rural CSEC Conseil supérieur de l’eau et du climat INRA Institut National de la recherche agronomique ONG Organisation non gouvernementale PAN-Maroc Programme d’action nationale de lutte contre la désertification CILSS Comité Permanent Inter-Etats de Lutte contre la Sécheresse dans le

Sahel STCIPDR Secrétariat technique du conseil interministériel permanent pour le

développement rural OSS Observatoire du Sahara et du Sahel AGR Administration du génie rural DGH Direction générale de l’hydraulique DE Direction d’élevage PIB Produit intérieur brut PIBA Produit intérieur brut agricole MODIS Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer LogFrame Logical frame ou cadre logique

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LISTE DES TABLEAUX Tableau 1. Classes de sévérité de la sécheresse selon SPI 18 Tableau 2. Classification de la sécheresse selon PDSI et PHDI 19 Tableau 3. Catégories de sécheresses selon SWSI 20 Tableau 4. Classification de la sévérité de la sécheresse selon l’indice des quartiles 34 Tableau 5. Classification de la sécheresse selon l’approche américaine 35 Tableau 6. Rôle des partenaires 47 Tableau 7. Autres informations secondaires pouvant être collectées, si c’est possible, pour servir dans l’ajustement et la validation des indicateurs 49 Tableau 6. Rôle des partenaires 51

LISTE DES DIAGRAMMES Diagramme 1. Schéma de traitement des vulnérabilités conjoncturelle et structurelle 24 Diagramme 2. Structure du SAPS 42 Diagramme 3. Schéma des liens du SAPS avec les décideurs et les fournisseurs de l’information 43 Diagramme 4. Partenaires nationaux et internationaux du SAPS 44

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Introduction

Le Maroc est un pays caractérisé par une faible pluviométrie annuelle moyenne et une forte fluctuation des précipitations. Au cours de ces dernières décennies, il a souffert de plusieurs épisodes de sécheresse et cette dernière tend à être plus structurelle que conjoncturelle. En années de sécheresse, les pluies sont rares; ce qui a des répercutions sur l’agriculture pluviale qui occupe une superficie importante du pays (plus de 85% de la SAU); mais également sur tous les autres secteurs dépendant des ressources en eau. L’agriculture irriguée est également touchée et généralement des mesures de restrictions d’allocation d’eau sont appliquées. La rareté de l’eau affecte aussi l’industrie, le tourisme et d’une façon générale les ménages et surtout ceux qui se trouvent dans le milieu rural. Ces derniers trouvent des difficultés à satisfaire leur besoin en eau potable et à nourrir leurs familles et leurs bétails. Dans ce milieu, la sécheresse accentue le phénomène de pauvreté et d’exode rural. La sécheresse est aussi un facteur qui contribue à la dégradation des autres ressources naturelles à savoir le couvert végétal (biodiversité) comme les forêts et les parcours et le sol et donc il accentue le processus de désertification. En effet, la sécheresse et la désertification sont des phénomènes très liés. C’est pour cela que la Convention de Lutte contre la Désertification établie en 1996 a incité les pays du monde à s’engager à combattre à la fois la désertification et les effets de la sécheresse. Depuis les années 80, le Maroc a mis en place des structures et des programmes importants de lutte contre les effets de la sécheresse et d’économie de l’eau. Néanmoins, les approches adoptées restent plus réactives que proactives. Le système mis en place mérite d’être renforcé et amélioré par la création d’un système d’alerte précoce qui peut aider dans la gestion du risque de la sécheresse. En effet, dans le cadre des activités du projet LIFE-Pays-Tiers N° 05TCY/TN/00150 « Mise en place d’un système d’alerte précoce à la sécheresse dans les trois pays de la rive sud de la Méditerranée : Algérie, Maroc, Tunisie » (SMAS) et conformément aux recommandations de l’atelier de démarrage tenu à Rabat les 9 et 10 Mars, 2006, la réalisation d’une étude « évaluation des dispositifs d’alerte précoce à la sécheresse existants à l’échelle nationale » inscrite dans les activités (WP 21000) a été soulignée comme un préalable nécessaire et indispensable au démarrage effectif du projet. Cette étude sera validée par un atelier national qui se tiendra le 05 juillet 2006. L’étude concerne l’inventaire de différents systèmes d’Alerte Précoce à la Sécheresse (SAPS) existants dans le pays, les différentes institutions nationales travaillant sur la problématique de la sécheresse. L’analyse de cet inventaire doit aboutir à la proposition, en concertation avec les partenaires, CRTS, DMN, DPV et HCEFLCD, d’une vision globale pour la mise en place d’un système national d’alerte précoce à la sécheresse. Cette vision doit être détaillée par le rôle et les responsabilités des partenaires, les données d’entrée, les indicateurs à élaborer, la périodicité et les échelles de travail. Ce rapport décrit les outputs de cette étude qui débouche sur un prototype de SAPS pour le Maroc.

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I- Définitions et concepts de la sécheresse

I.1 – CONCEPT DE LA SÉCHERESSE La sécheresse est un phénomène normal et récurrent du climat. Elle diffère des autres catastrophes par le fait qu’elle s’installe lentement et se développe au cours des mois et voire même des années. Elle affecte des espaces assez larges. Cependant, ses caractéristiques varient d’une région à une autre. Néanmoins, il ne faut pas confondre la sécheresse et l’aridité. La sécheresse est une situation temporaire du manque de pluie. L’aridité, par contre, est une caractéristique climatique d’une zone donnée; c’est la situation permanente de faibles précipitations annuelles ou saisonnières (Lain, 2005). La sécheresse est parmi les catastrophes naturelles les plus complexes et son début et sa fin ainsi que sa sévérité sont souvent difficiles à déterminer. Comme pour les autres catastrophes, les impacts de la sécheresse touchent différents secteurs, économiques, sociaux et environnementaux. La sécheresse comprend, à la fois, une composante naturelle et une autre sociale. Dans chaque région, le risque qui lui est associé, est le produit de l’exposition à l’aléa (i.e. probabilité d’occurrence à différents niveaux de sévérité) et de la vulnérabilité de la société à l’évènement. Les sécheresses peuvent être différentes en intensité, durée et ampleur spatiale. Elle est, généralement mesurée par la déviation d’un indice par rapport à une norme critique pré-établie. La durée requise pour l’installation de la sécheresse est souvent d’au moins deux à trois jours et peut continuer pour une période pouvant atteindre plusieurs mois ou années. La surface affectée par une sécheresse sévère évolue graduellement et les régions touchées par une intensité maximale peuvent changer d’une saison à une autre. La sécheresse se produit dans toutes les zones climatiques du globe terrestre. Dans certaines régions, les conditions de la sécheresse peuvent être fortement influencées par certains mécanismes. Parmi ces mécanismes on peut citer une augmentation de la surface et de la persistance des poches de fortes pressions sub-tropicales, les changements des circulations des moussons d’été, les plus basses températures océaniques et le déplacement des voix des orages de moyen-altitude. Des humidités relatives basses, des hautes températures et vents forts sont également des facteurs pouvant amplifier les effets de la sécheresse et de son intensité. La sécheresse n’a pas de définition universelle. Il y a autant de définitions que d’utilisations de l’eau. Wilhite et Glantz (1985) ont évalué à plus de 150 le nombre de définitions publiées. Mais d’une façon générale, la sécheresse peut être définie comme étant une période prolongée de précipitations insuffisantes, normalement une ou plusieurs saisons voir années, qui causent un déficit d’eau dans certains secteurs de l’économie d’un pays. Cette sécheresse doit être considérée par rapport à 1) certaines conditions moyennes à long terme du bilan final des précipitations et de l’évapotranspiration dans une région particulière, 2) l’échelle temporelle et 3) l’efficacité des précipitations. Il existe deux types de définitions de la sécheresse, conceptuelle et opérationnelle (http://www.drought.unl.edu/whatis/concept.htm). Les définitions conceptuelles sont formulées en terme général pour aider les gens à mieux comprendre le concept de la sécheresse. Ces définitions sont aussi importantes dans l’établissement des politiques de la sécheresse.

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Par exemple, la sécheresse peut être définie conceptuellement comme étant le prolongement de la période de déficit pluviométrique entraînant des dégâts importants sur les cultures et par conséquent des pertes de rendements ou un rabattement sévère de la nappe phréatique et donc un tarissement des puits qui sont la source de l’eau potable dans certaines régions. Les définitions opérationnelles renseignent sur l’importance et le degré de la sévérité de la sécheresse. En effet, elles permettent de définir le début, la fin et le degré de sévérité de la sécheresse. Ce ci peut être réalisé par une comparaison des conditions en cours avec des données historiques du climat. Cette information peut aider à mieux se préparer pour d’éventuelles sécheresses. Selon le domaine considéré, on distingue généralement quatre types de sécheresse, météorologique, agricole, hydrologique et socio-économique. Cependant, vu l’importance de la forêt dans l’équilibre des écosystèmes et son rôle économique au Maroc, un cinquième type peut être la « sécheresse forestière ». Ces sécheresses peuvent ne pas se manifester en même temps. Cependant, la sécheresse météorologique reste l‘élément moteur des autres.

I.2 – TYPES DE SÉCHERESSE AU MAROC Sécheresse météorologique La sécheresse météorologique se caractérise par une réduction ou une mauvaise répartition, voire une absence des pluies dans une région donnée pendant une période de temps. Elle est souvent définie, pour une zone caractérisée par des pluies saisonnières, par la mesure de la déviation des précipitations cumulées sur une période donnée par rapport à la normale de cette période calculée sur au moins 30 ans. Dans les régions où la pluie est reçue au cours de toute l’année, la définition de la sécheresse est basée sur le nombre de jours où les précipitations sont inférieures à un niveau critique donné. Pour le cas du Maroc, c’est la première définition qui paraît plus adéquate du fait que les pluies dans le pays sont saisonnières. D’après Mokssit (1998) les causes de la sécheresse météorologiques au Maroc sont de deux types, directes et indirectes. Les premières sont liées au positionnement, intensité et persistance de l’anticyclone des Acores. Les secondes sont dues aux grandes anomalies qui affectent le système climatique global et par la suite la circulation générale atmosphérique, en particulier le phénomène El Nino faisant partie d’un système de fluctuations climatiques global nommé ENSO. Sécheresse agricole La sécheresse agricole réfère aux situations où l’humidité du sol et les réserves en eau deviennent insuffisantes pour satisfaire, respectivement, les besoins des cultures et ceux du bétail dans une région donnée. Cette sécheresse entraîne la réduction des rendements et met en danger les animaux. Les effets de la sécheresse sur les cultures dépendent du degré de sensibilité au stress hydrique, au stade de la plante au moment de la sécheresse, de la réserve en eau dans le sol et des techniques culturales utilisées. Certaines espèces végétales ou variétés sont plus résistantes à la sécheresse que d’autres. Lorsque la sécheresse intervient à certains stades critiques, tel que la floraison par exemple dans un sol peu profond et à capacité de rétention de l’eau faible, la croissance et le développement des plantes peuvent être négativement affectés et par conséquent, la productivité peut être

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faible. Au Maroc, bien que la sécheresse puisse survenir à n’importe quel moment au cours de la campagne agricole, on distingue généralement trois périodes de sécheresse à savoir celles du début du cycle, du milieu et de la fin du cycle. Il est évident que celle de fin du cycle est la plus fréquente et que celle du milieu du cycle est la plus difficile à combattre sauf s’il y a possibilité d’irrigation. Pour les sécheresses du début et de fin du cycle, le choix des variétés et des techniques culturales adaptées peut permettre aux plantes d’éviter ou d’échapper à la sécheresse. La sécheresse est souvent accompagnée de l’augmentation de la température. Par conséquent, le cycle de développement est réduit. Benaouda et al. (2005) ont démontré que la longueur de la durée de croissance des cultures est passée de 180 jours vers les années 60 à 120-130 jours au cours de la dernière décennie à cause de l’augmentation de la fréquence des années sèches. De nouvelles stratégies de gestion des cultures doivent être développées pour s’adapter ce changement. Sécheresse liée à la forêt La définition de la sécheresse dite « forestière » est similaire à celle de la sécheresse agricole. En effet, le système forestier, comme celui de l’agriculture, est basé sur les relations qui existent entre l’homme, l’animal et le végétal (faune et flore). Par conséquent, la sécheresse forestière réfère aux situations où l’humidité du sol et les réserves en eau deviennent insuffisantes pour satisfaire les besoins des arbres, des plantes herbacées et de la faune forestière. Sous les conditions de sécheresse, les arbres forestiers dépérissent progressivement pour finir par disparaître. En général, l’impact de la sécheresse sur une culture annuelle est moins dramatique que sur un arbre. En effet, la régénération d’un arbre demande beaucoup de temps (des années). Par contre, une culture peut être semée est récoltée l’année suivante. Dans le domaine forestier, la sécheresse a d’autres impacts, directs et indirects. Les impacts directs sont :

- un taux de réussite faible des périmètres de reboisement; - une réduction ou absence de la régénération naturelle suite à une faible fructification

des arbres forestiers; - en année sèche, les arbres perdent leurs feuilles, deviennent facilement

inflammables et sont vulnérables aux attaques parasitaires pathogènes. Quant aux impacts indirects, ils concernent:

- une plus grande convoitise de la biomasse pérenne par le bétail et la population; - la rareté des aliments (grains, eau…) en période sèche favorise le départ de la faune

sauvage (oiseaux et mammifères), vers d’autres zones plus riches, d’où perte en biodiversité.

Tous ces impacts justifient le développement d’indicateurs d’alerte précoce à la sécheresse dans le domaine forestier pouvant aider dans la mise en place, assez tôt, de mesures proactives de gestion du risque de la sécheresse. Sécheresse hydrologique La sécheresse hydrologique est liée aux conséquences du déficit pluviométrique dans le système hydrologique. Elle est associée avec les effets des périodes de manque de précipitations sur l’approvisionnement en eaux de surface et souterraines. Elle est définie comme étant la situation où les approvisionnements en eau deviennent inférieurs à la normale à cause des périodes prolongées du manque de précipitations. Cette situation de réduction de l’écoulement superficiel dans les cours d’eau conduit à une diminution des volumes stockés dans les ouvrages hydrauliques et à une baisse naturelle du niveau des eaux dans les nappes souterraines (Bergaoui et Alouini, 2001 ). En plus du manque de pluie

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qui est la cause principale de cette sécheresse, d’autres facteurs tels que le changement du relief et l’occupation du sol qui réduisent le ruissellement et la construction des barrages ont un impact significatif sur ce type de sécheresse qui se fait sentir aussi en aval du bassin hydraulique. Ce ci montre que certaines activités humaines non adaptées (altérations de l’utilisation du sol) peuvent induire une rareté de l’eau même sous des conditions où la sécheresse météorologique n’est pas observée. La différence entre la sécheresse hydrologique et les autres types de sécheresse décrites ci-dessus est liée au fait qu’elle ne se manifeste pas au même moment qu’elles mais après. Lorsque il y a un déficit pluviométrique (sécheresse météorologique), la sécheresse agricole est la première à être sentie car le secteur agricole est le premier à être affecté à cause de sa dépendance de l’humidité du sol qui est facilement épuisable. Cette situation est apparente au Maroc du fait que la majorité de la superficie agricole utile (SAU) est non irriguée (87% de la SAU est en bour). Si la déficience des pluies persiste, les autres secteurs qui dépendent des eaux de surface, des ouvrages de stockage et des nappes phréatiques ou aquifères sont enfin touchés. Quand les précipitations retournent à la normale, les réserves de l’eau du sol sont les premières à être restituées suivies par le remplissage des cours d’eau, des réservoirs et des nappes phréatiques. Les utilisateurs des eaux des nappes sont souvent les derniers à être affectés par la sécheresse; mais ils sont aussi les derniers à connaître le retour des niveaux normaux des eaux. C’est pour cela, qu’à cause des sécheresses répétitives et fréquentes qu’a connu le Maroc au cours des derniers décennies et à l’exploitation abusive des réserves hydriques souterraines, le retard du remplissage des nappes même après le retour des pluies a entraîné l’augmentation progressive du cumul d’eau perdue dans les aquifères; ce qui a provoqué une réduction très importante du niveau des nappes souterraines dans plusieurs régions du Maroc. Sécheresse socio-économique On parle de sécheresse socio-économique lorsque l’insuffisance d’eau commence à affecter les gens et leurs vies. Elle associe les biens économiques et les éléments de la sécheresse météorologique, agricole, hydrologique et même forestière. Ce type de définition diffère des autres par le fait que cette sécheresse est basée sur le processus de l’offre et de la demande. La sécheresse socio-économique se manifeste lorsque l’offre d’un bien économique (i.e. eau, grains, énergie hydro-électrique…) ne peut plus satisfaire la demande de ce produit et que la cause de ce déficit est liée au climat (offre d’eau). Dans la majorité des cas, la demande des biens économiques augmente avec l’augmentation de la population et de la consommation. L’amélioration de la production, le développement de nouvelles technologies bien adaptées et la construction des réservoirs d’eau peut augmenter l’offre des biens. Si la demande augmente plus rapidement que l’offre, l’impact de la sécheresse sera beaucoup plus significatif dans la zone qu’elle affecte.

I.3 – PROCESSUS ET CYCLES DE LA SÉCHERESSE MÉTÉOROLOGIQUES DANS LE PAYS La Maroc est un pays caractérisé par une variabilité spatiale et temporelle de son climat. La forte variabilité des précipitations d’une région à une autre est l’une des spécificités du climat marocain. Elle est déterminée par trois composantes essentielles à savoir :

- La partie Nord-Ouest est ouverte à l’influence de la Méditerranée et de l’Atlantique et subit un régime tempéré;

- La barrière de l’Atlas rend les précipitations moins fréquentes et moins importantes sur l’Est du pays et plus intenses sur les hauteurs que sur les plaines;

- L’extension latitudinale (du 20° au 37° nord) diversifie le climat avec un nord tempéré à semi-aride et un sud chaud et aride. Les écarts de pluviométrie sont très grands entre les plaines du Nord-Ouest qui totalisent une moyenne annuelle de 300 mm et les régions du Sud qui avoisinent 100 mm.

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En plus de leur variabilité spatiale, les pluies sont très irrégulières en cumul et en répartition temporelle :

- Les cumuls enregistrés peuvent atteindre le double et même le triple de la normale en années humides ou ne dépasser 40 à 50 % de cette valeur en années sèches;

- Le mois le plus arrosé n’est jamais le même et peut changer d’une année à une autre pour une région donnée;

- La date du début comme de la fin de la saison pluvieuse peut varier d’une année à une autre pour une région donnée.

L’analyse des données pluviométriques disponibles depuis le début du 20ème siècle (Mokssit, 1998) a montré que le Maroc a connu plusieurs épisodes de sécheresse. Les facteurs qui rentrent en jeu lors des sécheresses sont les phénomènes associés aux anticyclones et les téléconnections. Dans le premier cas, les courants verticaux descendants liés à une stabilité statique importante ont comme conséquence le renforcement de la stabilité thermodynamique de l’air et donc une diminution de l’humidité relative. A l’origine de ces phénomènes on trouve la divergence de la circulation dans les basses couches de l’atmosphère due aux frottements des courants aériens dans les airs anticycloniques et à la présence de l’air chaud et sec au milieu de la troposphère. Pour ce qui est du deuxième cas, il a été démontré que les anomalies thermiques sur les océans tropicaux, qui fournissent chaleur et humidité, affectent en grande partie la circulation atmosphérique générale à des grandes échelles de temps et d’espace. De bonnes corrélations ont été trouvées entre la variabilité de certains phénomènes météorologiques (pression réduite au niveau de la mer) et celle des températures de surface de l’océan même à des grandes distances et surtout avec des décalages temporels de l’ordre de quelques mois. Ce phénomène d’action à distance a été expliqué par la propagation de l’énergie et appelé téléconnection. Au Maroc, le même auteur a décrit que le pays se trouve au niveau des anticyclones subtropicaux qui ceinturent le globe à proximité d’un important centre d’action atmosphérique, l’anticyclone des Acores. Il n’est pas affecté par les systèmes pluviogènes associés à la zone de convergence intertropicale. De plus le pays n’est pas situé dans l’axe de la trajectoire moyenne des perturbations atlantiques. Quand ces perturbations atteignent peu ou pas le pays, ceci se traduit par des manques ou absence de pluies. L’étude des conditions atmosphériques ayant intéressé le Maroc durant les périodes sèches montre que celles-ci coïncident le plus souvent avec la présence de situations anticycloniques sur le pays. Il ajoute que l’anticyclone des Acores non seulement empêche les perturbations océaniques d’atteindre le Maroc, mais il dirige aussi un flux continental d’Est sur le pays. Ce qui se traduit par des sécheresses plus ou moins longues selon la persistance et la fréquence de ce phénomène qui peut donner naissance à des déficits pluviométriques généralisés. Le Maroc a connu plusieurs épisodes de sécheresses de différentes durées, intensités et tendues spatiales. La fréquence de ces sécheresses est irrégulière et aucune organisation n’a été notée. Durant le 20ème siècle, le pays a connu plus de dix périodes sèches principales (DMN, 1997) dont l’extension a été à peu près généralisée sur la majeure partie du pays et d’intensité modérée à forte. Celles-ci ont survenu au cours des années 1904-1905, 1917-1920, 1930-1935, 1944-1945, 1948-1950, 1960-1961, 1974-1975, 1981-1984, 1991-1993, 1994-1995 et 1999-2001. Cependant, les plus sévères sont celles de 1904-05, 1931-34, 1944-45, 1982-84, 1994-95 et 1999-2000. L’année 1994-95 est la plus sèche du siècle. La fréquence de la sécheresse qui était de 1 année sur 5 avant les années 1990 est devenue 1 année sur 2 au cours de la dernière décennie du 20ème siècle.

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Quant à la durée séparant deux sécheresses, elle n’a jamais dépassé 13 ans et toutes les décennies ont connu au moins une année sèche. De même, la persistance de la sécheresse peut aller jusqu’à 6 ans (cas de 1930-35 et 1980-85) Les études d’évolution et tendances de la pluviométrie au Maroc sur les 45 dernières années montrent (Driouech, 2006):

- des tendances, vers la baisse, significatives des précipitations cumulées de la saison pluvieuse au nord-ouest et des précipitations printanières à l’échelle nationale;

- un allongement significatif des périodes intra-annuelles de sécheresse surtout en février – mars - avril; période importante pour l’agriculture nationale;

- une diminution du nombre annuel total des jours pluvieux. Quant aux projections futures des changements climatiques, le Maroc sera exposé, selon le dernier rapport de l’IPCC à:

- une augmentation de la température moyenne; - une diminution, selon certains modèles, des précipitations; - une réduction de l’humidité du sol.

Ces tendances et changements climatiques projetés auront certainement des effets négatifs sur les ressources naturelles et sur la durabilité de notre agriculture.

I.4 – SUIVI SPATIO-TEMPOREL, INDICES DE SUIVI, MESURES ET CATÉGORIES D’INTENSITÉS DE LA SÉCHERESSE Le suivi spatio-temporel de la sécheresse peut être effectué en se basant sur les relevées de données climatiques dans les stations météorologiques se trouvant dans le pays. Ce ci nécessite une densité assez importance de stations couvrant des zones homogènes représentatives du pays et prenant en considération les variabilités spatiales du climat. Dans plusieurs pays en voie de développement comme le Maroc, le réseau météorologique reste moins étoffé malgré les efforts consentis ces dernières années par l’Etat. De même, le nombre de stations synoptiques donnant plus d’information reste limité. Dans les conditions similaires, des modèles de génération de l’information sont souvent utilisés pour avoir une couverture spatiale requise dans certains domaines tel que la caractérisation agro-écologique. Ces modèles sont d’abord validés avant leur utilisation à grande échelle. Au cours des dernières décennies les stations météorologiques ont été renforcées par les images satellitaires et la télédétection basées sur la réflectance et la température de surface pour combler le manque d’information lié à la faible densité du réseau météorologique. Toute l’information collectée permet de calculer des indices climatiques pouvant être cartographiés pour suivre le phénomène de la sécheresse. Cette cartographie est actuellement rendue possible grâce aux outils informatiques puissants et au système d’information géographique. La gestion effective de la sécheresse dépend des indicateurs et des déclencheurs (triggers). Les indicateurs sont des valeurs observées représentant un phénomène à étudier (social, économique ou environnemental). Ils quantifient l’information en agrégeant différentes et multiples données; par conséquent, les indicateurs donnent des informations sur des phénomènes complexes. Dans le cas de la sécheresse, les indicateurs sont des variables qui permettent de détecter ce phénomène et de décrire son ampleur, sa durée et sa sévérité.

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Les déclencheurs sont des indicateurs seuils (thresholds) permettant de distinguer le niveau de la sécheresse et de déterminer quant les actions de sa gestion doivent commencer et se terminer. Les indicateurs sont basés sur des variables météorologiques (précipitation, température, évapotranspiration, etc.) et hydrologiques (écoulements de surface, niveaux des nappes phréatiques, eau stockée dans les réservoirs, neige accumulée etc.). Un indice est une combinaison pondérée de deux ou plusieurs indicateurs. Il permet de décrire d’une façon succincte un système et de tirer des conclusions. A travers le monde plusieurs variables et indices de suivi de la sécheresse ont été développés. Chacun a des avantages et inconvénients et dépend de la fiabilité et de la disponibilité des données. Dans ce qui suit les principaux indices sont décrits. Rapport à la normale (RA) RA est indice pouvant être calculé en utilisant la formule suivante (Aghrab, 2005):

RA (%) = (Pi/Pn) * 100 Avec Pi = précipitation réelle de l’année i pour une période de temps donnée et Pn = précipitation normale pour la même période de temps. RA est l’une des plus simples méthodes basées sur la mesure de la pluviométrie. Il est plus efficace lorsque le travail concerne une seule région et une seule saison. Cependant, il a des inconvénients qui limitent son utilisation. En effet, la valeur de la moyenne des précipitations calculée sur une longue période n’est pas la même que celle de la médiane à cause du fait que les précipitations mensuelles ou saisonnières ne suivent pas une distribution normale. Or l’utilisation de l’indice ‘Rapport à la normale’ suppose une distribution normale où la moyenne et la médiane sont les mêmes. A cause de la variation des précipitations dans le temps et dans l’espace au Maroc, il n’est pas possible de déterminer avec précision la fréquence des déviations de la normale ou comparer les différentes locations. Déciles C’est une méthode développée par Gibbs et Maher (1967). Elle est basée sur l’arrangement des données pluviométriques dans des déciles appelés d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8 et d9 correspondant, respectivement, aux valeurs 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 et 0.9 de la probabilité cumulée. Le groupe des plus faibles 20% (d1, d2) est très inférieur à la normale. Les déciles d3 et d4 correspondent à la situation des 20% qui sont inférieurs à la normale. Les 20% suivants (d5, d6) représentent la situation proche de la normale. Quant aux situations supérieure et très supérieure à la normale, elles représentent, respectivement, les groupes de déciles (d7, d8) et (d9, d10). Cette formule a l’avantage d’être basée sur une méthode de calcul simple; elle est plus précise et permet une uniformité dans les classifications de la sécheresse. Son inconvénient majeur est qu’elle demande beaucoup de données de précipitations pour arriver à des calculs précis. Indice de précipitation standardisée (SPI) Cet indice est développé par McKee et al. (1993). Il est utilisé pour quantifier le déficit des précipitations à différentes échelles de temps. Les conditions de l’humidité du sol répondent aux anomalies des précipitations à des échelles relativement courtes; par contre, les déficits en eaux souterraines, écoulements de surface et dans le stockage de l’eau dans des réservoirs sont liés aux anomalies des précipitations à long terme.

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La procédure de détermination du SPI passe par les étapes suivantes :

- détermination de la fonction de probabilité d’une longue série des précipitations à une échelle de temps donnée;

- calcul de la probabilité cumulée de la série considérée ; - normalisation des précipitations pour que les valeurs de SPI suivent une loi normale

centrée réduite avec une moyenne de 0 et un écart type de 1. Les valeurs positives correspondent aux précipitations supérieures à la médiane et celles inférieures à la médiane ont des valeurs négatives.

SPI est calculé en utilisant la formule suivante :

SPI = (Pi-Pm) / σ Avec Pi = Précipitation de l’année i à une échelle de temps donnée (1 mois, 3 mois, 6 mois, 12 mois), Pm = Précipitation moyenne d’une longue série de données et σ = Ecart type. Les classes de la sévérité de la sécheresse selon SPI sont présentées dans le tableau suivant : Tableau 1. Classes de sévérité de la sécheresse selon SPI Valeur de SPI Classe > +2.0 Extrêmement humide +1.5 à +1.99 Très humide +1.0 à +1.49 Modérément humide -0.99 à +0.99 Proche de la normale -1.0 à –1.49 Modérément sèche -1.5 à -1.99 Sévèrement sèche < -2.0 Extrêmement sèche Les avantages de cet indice résident dans le fait qu’il est simple (utilise seulement les précipitations) et qu’il peut être calculé pour différentes échelles de temps, utilisé dans l’alerte précoce à la sécheresse et aider dans l’évaluation de sa sévérité. Indice de sévérité de la sécheresse de Palmer (PDSI, PHDI) PDSI est basé sur l’indice de sécheresse de Palmer (PDI) développé en 1965 pour mesurer le déficit d’approvisionnement en eau. C’est un indice météorologique qui est dérivé du modèle du bilan hydrique en utilisant non seulement des séries de données historiques des précipitations, mais également celles de la température et de la quantité d’eau disponible. En effet, Palmer a développé son indice pour évaluer les anomalies, à long terme, de l’humidité qui affecte les écoulements de surface, l’eau souterraine et l’eau de stockage dans des réservoirs. Par la suite un autre indice de la sécheresse hydrologique de Palmer nommé PHDI a été mis au point. La différence principale entre PDSI et PHDI est liée aux méthodes de calcul pour identifier la fin de la sécheresse en utilisant le ratio ‘Humidité reçue / Humidité requise’. Avec PDSI la sécheresse se termine lorsque ce ratio est supérieur à 0%. Dans le cas de PHDI, la sécheresse ne se termine que lorsque la valeur du ratio atteint 100%. PDSI et PHDI permettent de faire des comparaisons des événements de sécheresse sur des superficies relativement larges. La méthode de calcul PDSI est la suivante,

- calculer les valeurs potentielles et réelles des variables suivantes des équations du bilan hydrique : Evapotranspiration (ET), Recharge (R), Ruissellement (RO) et les pertes L.

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- Calculer la déviation de l’humidité d pour chaque période comme une différence entre la précipitation du mois (P) et la précipitation climatologique appropriée pour les conditions existantes par l’équation :

d = P – (αPE + βPR + γPRO +δPL)

Avec PE=Evapotranspiration potentielle; PR=Recharge potentielle; PRO=Ruissellement potentiel; PL=Pertes potentielles.

α=ETmoyenne/PEmoyenne β=Rmoyenne/PRmoyenne γ=ROmoyenne/PROmoyenne δ=Lmoyenne/PLmoyenne En utilisant les valeurs moyennes pour le mois Le terme entre parenthèse dans l’équation est l’expression du bilan hydrique. L’indice de l’anomalie Z est obtenu comme suit :

Z=Kd

K= 17.67Kmoyenne / ∑Di x Kmoyenne (i de 1 à 12) K=caractéristique climatique La sévérité de sécheresse Xi pour le ième mois de sécheresse est obtenue en additionnant les valeurs de la formule suivante pour chaque mois de sécheresse :

X = Z/(2.691 + 0.309i) PDSI pour le ième mois est donc calculé à partir de la sévérité de sécheresse du mois précédent (Xi-1) et l’anomalie de l’humidité du mois actuel (Z i) :

PDSI = 0.897Xi-1 + Z i /3 La classification des sécheresses selon PDSI et PHDI est présentée dans le tableau 2. Tableau 2. Classification de la sécheresse selon PDSI et PHDI PDSI / PHDI Catégorie de la sécheresse 4.0 ou plus Extrêmement humide 3.0 à 3.99 Très humide 2.0 à 2.99 Humidité modérée 1.0 à 1.99 Légèrement humide 0.5 à 0.99 Début d’humidité 0.49 à -0.49 Proche de la normale -0.5 à -0.99 Début de sécheresse -1.0 à -1.99 Sécheresse légère -2.0 à -2.99 Sécheresse modérée -3.0 à -3.99 Sécheresse sévère -4.0 ou moins Sécheresse extrême PDSI est très utilisé aux USA. Il est très effectif dans l’évaluation de la sécheresse agricole du fait qu’il tient compte de l’humidité du sol. Ses inconvénients sont liés au fait que les

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fréquences cumulées dépendent de la région et de la période considérée. En effet , il risque de ne pas permettre la détection des sécheresses qui s’installent à temps et il est moins adapté pour les zones caractérisées par de fréquentes situations extrêmes du climat. PDSI et PHDI ne sont pas adaptés pour l’évaluation des sécheresses associées avec les systèmes de gestion de l’eau car ils excluent le stockage d’eau, la neige et les autres apports d’eau (comme l’irrigation). Le début et la fin d’un épisode de sécheresse sont arbitrairement choisis en se basant sur les études conduites par Palmer à l‘Etat d’IOWA et au Kansas, USA. La méthodologie utilisée pour normaliser les valeurs est faiblement justifiée sur le plan statistique. En effet, pour des régions climatiques caractérisées par une variation inter-annuelle large des précipitations, la mesure statistique de la normale a moins de sens que d’autres mesures telles que la médiane ou le mode de la répartition des précipitations. Enfin, il est complexe du fait qu’il nécessite plusieurs variables dont certaines sont difficiles à acquérir. Indice de l’approvisionnement en eau de surface (SWSI) C’est un indice hydrologique. Il a été développé par Shafer et Dezman en 1982 pour tenir compte des insuffisances des indices de Palmer et il incorpore des informations relatives à l’approvisionnement en eau comme la neige. Les données utilisées concernent l’accumulation de la neige, l’écoulement de surface, les précipitations et l’eau de stockage des retenues. L’objectif du développement de cet indice est d’incorporer en même temps les aspects hydrologiques et climatologiques dans un seul indice. La procédure à suivre pour déterminer cet indice pour chaque basin est :

- la collecte des données (souvent mensuelles) concernant les précipitations, l’écoulement des eaux de surface, les réserves des retenues (et la neige s’il y en a);

- la normalisation de chaque composante en utilisant une série de données de longue durée;

- la détermination de la distribution de la probabilité de chaque composante sur la base de l’analyse fréquentielle;

- la détermination du poids de chaque composante selon sa contribution dans la constitution de l’eau de surface du bassin;

- la détermination des valeurs de l’indice en additionnant les composantes mesurées. Ces valeurs sont centrées sur 0 et comprises entre -4.2 et +4.2.

Cet indice est calculé en utilisant la formule suivante :

SWSI = (P – 50) / 12 Avec P = Probabilité de non dépassement des limites de stockage par le réservoir. P = (1-(Rang/n+1)) avec Rang=nombre d’années utilisées dans l’analyse et n=nombre total d’années analysées; 50 = Centralise la valeur aux alentours de zéro; 12 = ordonne les valeurs de +4.1 à –4.1. Les catégories de sécheresses selon SWSI sont reportées dans le tableau 3. Tableau 3. Catégories de sécheresses selon SWSI SWSI Catégorie -2.0 à 0.0 Sécheresse faible -3.0 à –2.0 Sécheresse modérée -4.0 à –3.0 Sécheresse sévère Au dessous de -4.0 Sécheresse extrême

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Les avantages de SWSI est qu’il représente les conditions d’approvisionnement en eau de surface, inclue la gestion de l’eau, tient compte du réservoir de stockage et il est simple à calculer. Les inconvénients sont liés au fait que les informations générées sont spécifiques à chaque basin. Donc les comparaisons entre bassins sont difficiles. Il est aussi peu précis sous des conditions extrêmes. Indice du niveau d’eau standardisé (SWI) C’est un indice qui mesure l’intensité de la sécheresse hydrologique. Il renseigne sur la situation des nappes phréatiques (déficit de la recharge de la nappe). Il a été développé (Bhuiyan, 2004) et testé dans une zone de l’Inde qui dépend essentiellement des eaux souterraines comme c’est le cas des zones bour au Maroc. C’est un indice simple et facile à calculer et est basé sur les mêmes principes que SPI. Il est calculé en utilisant la formule suivante:

SWI = (Wij – Wm) / σ Wij est le niveau d’eau saisonnier du ième puits et jème observation et Wm est sa moyenne saisonnière. σ est son écart type. Du fait que le niveau de l’eau souterraine est mesuré de la surface vers le bas, les anomalies positives correspondent à la situation de sécheresse et les anomalies négatives correspondent aux conditions normales ou de «non sécheresse». Dans le domaine agricole, en plus de l’indice de Palmer d’autres variables ont été utilisées :

- l’indice de déficit climatique IDC :

IDC = (P – ETp) /ETp * 100 où P est la précipitation et ETp l’évapotranspiration potentielle de la période considérée (Aghrab, 2003). Une variante de cette variable est l’indice de stress hydrique climatique en utilisant la même formule, mais en remplaçant l’ETp par l’ETm qui est l’évapotranspiration maximale.

- la méthode basée sur le suivi de la réserve en eau du sol RH où la variation de la réserve hydrique entre le temps t1 et t2 (∆RH ) est calculée comme suit :

∆RH + P + I = ETR +R + D

avec P, I, ETr, R et D correspondant, respectivement à la précipitation, l’irrigation, l’évapotranspiration réelle, le ruissellement et le drainage entre t1 et t2. Dans les zones arides et semi-arides non irriguées, R et D sont souvent négligés.

- l’indice du stress hydrique des cultures (Jackson, 1982) ou CWSI :

CWSI = (1-ETr /ETp)

où l’ETr est l’évapotranspiration réelle et ETp est l’évapotranspiration potentielle. En se basant sur cet indice et en utilisant des données satellites de basse résolution AVHRR, des méthodes du trapèze et du triangle pour élaborer un indice de sécheresse à partir des données satellitaires ont été testées par le CRTS et des résultats encourageants ont été obtenus (Smiej et al., 2005a).

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- Le déficit hydrique réel (DHR) calculé comme suit :

DHR = ETr – ETm où l’ETm est l’évapotranspiration maximale. En se basant sur la distribution de la probabilité de déficit hydrique réel, Wilhelmi et al.(2002) ont défini 4 classes de déficit hydrique.

o Classe 1 = Déficit hydrique faible lorsque la probabilité de DHR est inférieure à 30%;

o Classe 2 = Déficit hydrique modéré lorsque la probabilité de DHR est entre 30% et 50%;

o Classe 3 = Déficit hydrique élevé lorsque la probabilité de DHR est entre 50% et 70%;

o Classe 4 = Déficit hydrique Très élevé lorsque la probabilité de DHR est supérieure à 70%;

Du fait que la sécheresse peut être à la fois météorologique, agricole, hydrologique et socio-économique et qu’un seul indicateur ou indice est souvent contesté par les décideurs, la combinaison de plusieurs de ces variables peut être utile. Le problème avec cette combinaison est que les niveaux de sécheresse (catégories) des différents indices sont inconsistants en termes de fréquences cumulées. De même, les valeurs des indices sont difficiles à comparer. Pour plus d’information sur les indicateurs, il est suggéré de consulter le site suivant : (http://www.drought.unl.educ.com; Hayes, 1998).

I.5 – EVALUATION DE L’IMPACT ET CARATÉRISATION DE LA SÉCHERESSE Le risque de la sécheresse est calculé en multipliant les impacts de la sécheresse par la vulnérabilité (Wilhite, 1999). Il peut être défini comme étant les pertes probables (biens, propriétés, etc…) dues à la sécheresse dans une zone et à une période données. Quant à la vulnérabilité, elle est la description des caractéristiques d’un groupe de personnes en terme de sa capacité à anticiper, à faire face à, à résister au, et à recouvrir de l’impact de la sécheresse. Les informations sur l’impact de la sécheresse dans un secteur donné peuvent aider dans la gestion et la caractérisation de ce phénomène. En effet, pour déclencher une alerte précoce à la sécheresse, il est important de se baser sur des seuils d’indices ou indicateurs de la sécheresse permettant de renseigner sur l’impact potentiel de la sécheresse sur le ou les secteurs considérés. Pour établir ces seuils, des corrélations entre ces indices et les impacts peuvent être calculées sur une longue période de temps (plusieurs années). La méthode « Run » décrite par Rossi et Cancelliere (2001) peut être utilisée pour caractériser la sécheresse en terme de durée, de cumul de déficit et d’intensité. Cette méthode peut aussi renseigner sur le nombre maximum, minimum, moyen et total des épisodes de sécheresses. Les impacts varient selon les secteurs. En agriculture, les sécheresses peuvent affecter les rendements et les productions des cultures, la taille et la production du bétail, l’eau d’irrigation, etc. En foresterie, les impacts peuvent concerner le dépérissement des arbres, la

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dégradation de la biodiversité. En hydrologie, les niveaux des nappes phréatiques et donc des ressources en eau peuvent être réduites, ce qui a des conséquences sur l’eau potable. Seulement le risque de la sécheresse ne peut pas dépendre uniquement de l’impact direct de celle-ci; mais également de la vulnérabilité qui est déterminée par des facteurs sociaux tels que l’accroissement, les caractéristiques et le comportement de la population, les politiques gouvernementales, la prise de conscience environnementale, les disponibilités de l’eau, son développement, les tendances de son utilisation et son exploitation, la disponibilité des nouvelles technologies adaptées et le savoir-faire des populations. Le changement de ces facteurs entraîne vraisemblablement l’augmentation ou la diminution de la vulnérabilité. En effet, il a été démontré que les risques de la sécheresse peuvent être réduits si des approches proactives de gestion de ce phénomène sont adoptées. Si la sécheresse est déjà installée, les dégâts peuvent être considérables et les moyens que les Etats doivent apporter pour atténuer ses effets sur les populations peuvent être énormes. C’est pour cela, qu’actuellement, les pays qui arrivent à mieux cerner ce phénomène sont ceux qui basent leurs stratégies de lutte sur la gestion du risque dont l’alerte précoce à la sécheresse constitue une phase primordiale pour se préparer.

I.6- CHOIX DES INDICATEURS DE LA VULNERABILITE STRUCTURELLE ET CONJONCTURELLE La lutte contre les effets de la sécheresse doit prendre en considération deux types de vulnérabilité, conjoncturelle et structurelle de la sécheresse. Le traitement du premier type est basé sur des mesures à court terme basées sur des données dynamiques permettant de déclencher une alerte précoce. Quant au second type, il a un caractère de durabilité dans le temps et par conséquent, nécessite des données statiques et des actions à moyen et à long terme (politiques, programmes et projets de grande envergure). Les indicateurs et indices d’alerte précoce décrits ci-dessus sont plus adaptés à la sécheresse conjoncturelle sur une période relativement courte. Quant à ceux de la sécheresse structurelle, ils sont liés au système de suivi et requièrent des indicateurs en séries statistiques longues. Parmi ces indicateurs, on peut citer ceux qui ont une relation avec la sécurité alimentaire, la pauvreté et la protection des ressources naturelles. Parmi ceux qui sont directement liés à la sécheresse au Maroc, il y a la production agricole et plus particulièrement celle des céréales qui est corrélée au PIBA et PIB, la longueur de la période de croissance (LGP), l’exode rural, les ressources en eau dans les barrages et les niveaux des nappes et la dégradation du sol et de la végétation (parcours, forêt). Une analyse statistique sur une longue période des impacts de la sécheresse sur l’évolution des indicateurs précités peut donner une idée sur la vulnérabilité structurelle. Le schéma de traitement des vulnérabilités conjoncturelles et structurelles est présenté si dessous basée sur le modèle de la sécurité alimentaire (http://agri-alim.redev.info/DOC/seminaire_ouaga_2004/atelier_ouaga_vulnerabilité_structurelle.pdf). Le choix des indices de la sécheresse est basé sur les critères suivants :

- La disponibilité des données; - Leur simplicité de calcul; - Leur capacité de représenter des conditions particulières de la pluviométrie de la

zone d’étude; - Leur capacité à différencier, à un degré raisonnable, entre les différents niveaux

d’intensité des différents types de sécheresse.

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Diagramme 1. Schéma de traitement des vulnérabilités conjoncturelle et structurelle

Déclencher l’alerte précoce

Préparer des bulletins

Calculer les indices de la sécheresse

Regrouper des indices et des paramètres qualitatifs

Analyser les caractéristiques Conjoncturelles

Analyser statistiquement les indicateurs pour

plusieurs années

Regrouper les indicateurs de la sécheresse

Analyser les caractéristiques structurelles de la sécheresse

Préparer des programmes d’action

Activer les programmes et mesures de lutte contre les

effets de la sécheresse

Collecter les données

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I.7- PREVISION DE LA SECHERESSE ET SYSTEMES D’ALERTE PRECOCE Dans le domaine de la sécurité alimentaire, le système d’alerte précoce (http://www.drought.unl.edu/monitor/EWS/ch2_Bushnan-Smith.pdf) peut être défini comme étant un système de collecte de données permettant un contrôle de l’accès à l’alimentation en vue d’informer à temps sur le moment de la menace de la crise alimentaire et par conséquent obtenir une réponse appropriée. Pour être effectif, le système doit être capable de déclencher au moment opportun une réponse en intervenant avant que le point de dénuement soit atteint, de protéger les moyens d’existence avant que des vies soient menacées. Le système d’alerte précoce doit donc être sensible aux changements de l’état de la sécurité alimentaire avant que la famine menace et d’être capable de localiser des poches de stress alimentaire aigu. La réalisation de ces objectifs est basée sur un certain nombre d’hypothèses relatives au système d’alerte précoce et à la façon dont il est utilisé. Ceci suppose donc que l’information Concernant l’alerte précoce est fiable, disponible à temps et uniforme, qu’il existe des processus de traduction de l’information en des messages et décisions clairs concernant comment et quand il faut réagir. La disponibilité et la qualité de l’information sont des éléments critiques pour réussir l’opération de l’alerte précoce. Du fait que la sécheresse est l’un des facteurs qui induisent la crise alimentaire, les principes décrits ci-dessus, dans ce chapitre, restent valables pour le système d’alerte précoce à la sécheresse (SAPS). Par conséquent, ce dernier peut être défini comme étant un système de collecte, d’analyse et de synthèse de données et, qui permet de faciliter la détection et le suivi de la sécheresse. Il doit donc fournir des informations au moment opportun sur le début et la fin de la sécheresse, sa durée, son extension spatiale et le moment d’occurrence. C’est un outil basé sur des indicateurs qui aident à la prise de décision pour gérer le risque de la sécheresse à un stade précoce. A cause des changements climatiques que connaît le monde et les sécheresses qui deviennent de plus en plus fréquentes et sévères, plusieurs pays, en collaboration avec les organisations internationales ont mis en place des stratégies de lutte contre les effets de ce phénomène. Cependant, parmi les pays au Monde qui ont développé une vraie politique de gestion de la sécheresse basée sur des SAPS sont les Etats Unis d’Amérique, l’Australie (Laughlin and Clark, 2000) et l’Afrique du Sud. En Afrique du Nord, il n’existe pas encore de SAPS compréhensifs à cause du manque de moyens et d’information nécessaires au bon fonctionnement de ce type de système. Néanmoins, le Maroc a réalisé des avancées importantes dans ce domaine. En fait, différents outils et bulletins de prévisions climatiques à court, moyen et long terme (saisonnière) sont mis au point par la DMN. De même, un Observatoire National de la Sécheresse (ONS) a été créé au sein du Ministère de l’Agriculture pour développer un SAPS pour ce secteur. Le système compréhensif d’alerte précoce à la sécheresse est fondé sur trois outils à savoir la prévision, les indicateurs de la sécheresse et la télédétection. La prévision de la sécheresse La sécheresse est un phénomène très complexe et difficile à prévoir. Dans certains pays et surtout ceux qui se trouvent dans les zones tropicales, les corrélations existant entre les précipitations et l’événement ENSO (El Nino Southern Oscillation) sont exploitées dans la prévision des sécheresses et donc dans l’alerte précoce comme c’est le cas en Afrique du Sud et en Australie par exemple. Soucieux des problèmes de la sécheresse et de ses impacts sur les différents secteurs de l’économie nationale et dans l’objectif de développer des outils de prévision fiables, le Maroc à travers la Direction de la Météorologique Nationale a entamé depuis longtemps des recherches et tests sur deux programmes appelés El Moubarak et El Massifa (Mokssit, 1998).

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El Moubarak est basé sur l’exploitation du phénomène de l’Oscillation Nord Atlantique (ONA) pour prévoir la variabilité de la pluviométrie. Cette oscillation s’alterne entre deux extrêmes. Dans la première situation, la pression sur les Acores est anormalement élevée et la pression sur l’Islande est anormalement basse; ce qui constitue un système de blocage contre l’arrivée des perturbations atmosphériques sur le Maroc. Dans ce cas, un déficit pluviométrique est observé. Dans le cas de la deuxième situation on assiste au phénomène inverse. El Massifa est basé sur les anomalies de température de surface de l’Océan. Il permet de prévoir l’évolution de la circulation générale à une échéance longue. Il s’agit pour le Maroc d’un outil permettant des prévisions mensuelles ou saisonnières des précipitations et donc des sécheresses éventuelles. A la DMN (Driouech et al., 1997), les prévisions issues des modèles statistiques et du modèle dynamique de circulation générale atmosphérique ARPEGE-CLIMAT, sont utilisées pour l’élaboration d’un bulletin de prévision mensuelle et saisonnière appelé « Bulletin El Massifa ». DePauw (2000) a expliqué que faute de disponibilité d’un outil fiable de prévision à long terme du climat pour l’Afrique du Nord et l’Asie de l’Ouest, la pratique actuelle est de prévoir les conditions climatiques du reste de la saison en cours en se basant sur les relations statistiques ou empiriques qui existent entre les événements météorologiques, comme les précipitations, en début et en fin de la saison. D’après le même auteur cet outil a été utilisé en Algérie par l’Office National de la Météorologie d’Algérie. Cependant pour le Maroc, El Mourid et Watts (1989) n’ont pas trouvé de relation entre la pluie d’automne et celle du printemps. D’autres investigateurs (Yacoubi et al., 1998; Barakat et al., 1998) ont montré des relations étroites entre l’indice de déficit pluviométrique des mois d’octobre, Novembre et Décembre et le déficit en production agricole finale. L’INRA Maroc a utilisé la méthode des déciles calculés sur plusieurs années et le modèle de croissance du blé SIMTAG pour faire des scénarios de production du blé dans la région de la Chaouia. Il est clair que la combinaison des informations générées par les outils décrits ci-dessus, y compris les outils de prévisions saisonnières développés par le Maroc dont les scores de réussite des précipitations dépassent parfois 60% selon les régions et les échéances considérées (DMN, Rapport d’avancement du projet El Masifa), peut aider à mieux cerner l’alerte précoce à la sécheresse. Les indicateurs de la sécheresse Plusieurs indices de sécheresse ont été décrits auparavant. Le plus utilisé dans l’alerte précoce à sécheresse à l’échelle internationale est le SPI à cause de sa simplicité et des avantages déjà énumérés. Le deuxième modèle est PDSI qui renseigne sur la sécheresse agricole. Mais à cause de sa complexité, il est surtout utilisé aux Etats Unis. De même, le SPI et la méthode des déciles ont été étudiés récemment par certains chercheurs (Yacoubi et al., 1998). En ce qui concerne le suivi et la détection de la sécheresse agricole DePauw (2000) privilégie les indicateurs basés sur le bilan hydrique du sol (la déviation de l’ETR de la normale ou déficit réel). Pour ce qui est de l’alerte précoce à la sécheresse hydrologique dans un bassin d’une région, les indices SWSI et SWI paraissent adaptés.

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La télédétection spatiale 1. Apport de la télédétection au suivi de la végétation L’observation spatiale de par sa globalité, sa répétitivité et la cohérence de ses données est un outil adapté pour appréhender l’évolution des différents facteurs bioclimatiques influençant l’évolution de la végétation. Elle fournit des informations qualitatives et quantitatives sur la nature de l’occupation du sol de façon continue. Le traitement des données spatiales par des chaînes de traitement appropriées permet l’extraction de plusieurs paramètres biophysiques utiles pour des applications thématiques. Parmi ces paramètres les indices de végétation et la température de surface qui présentent une grande efficacité dans la caractérisation et le suivi régulier des ressources naturelles. Un grand nombre de satellites à basse résolution spatiale sont actuellement en orbite et offrent une couverture continue de la surface terrestre dans un temps quasi-réel. Nous en citerons particulièrement les satellites américains NOAA avec leur capteur AVHRR, le satellite TERRA/AQUA avec son capteur MODIS, les satellites SPOT4 et SPOT5 avec leur capteur VGT et le satellite ENVISAT avec son capteur MERIS. Ce type de satellites, qui présentent l’avantage d’offrir des données à une échelle régionale et à une fréquence temporelle très importante, sont les mieux adaptés aux études liées à la sécheresse. Les données MSG (Meteosat Second Generation) peuvent être également utilisées pour produire des indices de suivi de la sécheresse à une fréquence temporelle très élevée. La sécheresse a un impact direct sur la végétation et son évolution. Les mesures radiométriques des satellites susmentionnés permettent de produire des paramètres biophysiques qui tiennent compte de l’état de la végétation et des températures de surface. 1.1. Les indices de végétation Il existe plusieurs indices de végétation couramment utilisés en matière de suivi de la végétation. Ceux ci s’appuient sur les caractéristiques spectrales de végétaux. Ainsi, dans le domaine du visible (de 400 à 700 nanomètres), les pigments présents dans les feuilles des végétaux (chlorophylle, xanthophylle, ...) absorbent fortement la lumière. Au-delà du visible et donc dans le domaine du proche infrarouge (de 700 à 1300 nanomètres), la lumière est plutôt réfléchie par les plantes chlorophylliennes. En pratique, si une bande spectrale du satellite couvre le domaine d'absorption maximale de la végétation, et une autre bande couvre le domaine de réflectance maximale, il est possible d'identifier facilement les zones couvertes par la végétation. Ces indices de végétation s'appuient sur la particularité du comportement spectral de la végétation. Il s'agit presque toujours de combinaisons des canaux Proche Infrarouge et Rouge dont la complexité sera liée au souci d'éliminer les influences parasites du sol sous-jacent ou de l'atmosphère. a. NDVI Le NDVI (Indice de Végétation par la Différence Normalisée), variant entre -1 et +1, est un rapport normalisé entre le Proche Infrarouge et le Rouge:

NDVI = (PIR - R) / (PIR + R)

Les zones végétalisées atteignent des valeurs comprises entre 0,6 et +1, les sols nus avoisinent 0 quant aux surfaces en eau elles présentent des valeurs négatives. Par ailleurs, de nombreuses études ont montré que le NDVI, notamment dans les régions à couvert

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végétal épars, est plus ou moins influencé par la couleur des sols et les conditions d’humidité. b. Indices utilisant la droite des sols Ces indices ont été conçus pour palier aux problèmes liés au sol et à l’humidité. Les plus couramment utilisés sont ceux de la famille des indices SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index). Le SAVI et le MSAVI permettent une bonne discrimination entre la végétation et le sol sous-jacent surtout en climat aride lorsque le couvert végétal est inférieur à 25%. Le MSAVI2 est une approximation empirique du MSAVI. A partir des réfléctances A1 et A2 dans les canaux 1 et 2 du capteur AVHRR, l’indice MSAVI tient compte de l’atténuation des effets de sol et améliore la détectabilité des couverts végétaux à faible recouvrement. Il est défini comme suit :

MSAVI = (1 + L) (A2 – A1) / (A2 + A1 + L) Avec L = 1 – 2 x NDVI x 1,06 x (A2 – 1,06.A1) L’indice MSAVI2 peut être calculé selon la formulation suivante :

MSAVI2 = 0,5 x (2(A2 + 1) – SQRT[(2A2 + 1)² - 8(A2 – A1)]) Le MSAVI2 permet de s’affranchir de la pente des sols qui n’est pas toujours aisé à déterminer. c. Indices de végétation en développement/validation Un grand nombre d’indices de végétation sont en cours de développement et de validation, nous en citerons quelques exemples :

- Le VPI (Vegetation Productivity Index) est basé sur une stratification du territoire à observer en classes de NDVI et associé à chaque classe un niveau de productivité dépendant du type de la végétation;

- Le SMI (Soil Moisture Index) est calculé à partir de ETR (évapotranspiration réelle) et

ETP (évapotranspiration potentielle). Il traduit l’état réel de sécheresse de la surface du sol;

- Le EVI (Enhanced Vegetation Idex) est produit, avec le NDVI, à partir des données

de Modis. C’est un indice optimisé qui a une sensibilité améliorée dans les zones où la production de biomasse est élevée;

- Le MGVI (Meris Global Vegetation Index) est produit à partir des données de Meris à

bord du satellite Envisat (ESA);

- Le SVI (Standardized Vegetation Index) est l’indice de végétation standardisé (Peters et al. 2002).

d. Bulletin de suivi de la campagne agricole Depuis six ans, le CRTS produit un bulletin de suivi de la campagne agricole, dont l’objectif est de fournir des informations sur l’état qualitatif de la végétation pouvant aider les différents

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intervenants dans le domaine agricole. Actuellement, les informations diffusées concernent l’état de la végétation à la dernière décade, matérialisée par la carte d’indice de végétation à l’échelle nationale, les comparaisons de cet indice par rapport à la même décade des années précédentes et des décades de la campagne en cours, et les tendances d’évolution de la condition de la végétation dans le temps par unité géographique élémentaire qui est la zone agricole non irriguée et par unité administrative. La donnée de base nécessaire à cette thématique est la synthèse décadaire d’indice de végétation extrait à partir des données satellitaires de basse résolution (AVHRR, VEGETATION, MODIS). Dans la génération des indices de végétation, un soin particulier est entrepris notamment dans les corrections atmosphériques. Les données complémentaires sont l’historique des indices de végétation ainsi que l’occupation des sols à l’échelle nationale et le découpage administratif (provinces et/ou régions). La valeur de ce document peut être rehaussée par l’introduction d’autres types de données tels que les données météorologiques de pluviométrie, des données d’évapotranspiration. Le produit final est un rapport mensuel synthétisant et commentant les différentes informations disponibles pour le mois précédent. Ce document est diffusé par courrier normal aux départements du Ministère de l’Agriculture (DPAE, DPV, INRA, ONS, ..) et via le réseau Internet pour une diffusion plus générale. 1.2. Produits dérivés et combinaisons entre indices de végétation et température de surface Plusieurs approches ont été développées au cours de la dernière décennie pour optimiser et améliorer l’exploitation de ces indices à partir de la relation qui existe entre eux et la température de surface. Le NDVI traduit la réaction de la végétation à la pluie et la température de surface reflète les fluctuations climatiques saisonnières. Le NDVI est un faible indicateur sur le stresse hydrique vue que l’activité chlorophyllienne continue au début de ce stresse alors que la température de surface croie rapidement. En effet, la complémentarité entre l’information tirée des ondes du thermique et celle du visible / infrarouge présente une grande efficacité dans le suivi de l’état de la végétation et du stresse hydrique. Nous en citerons ci-dessous les plus couramment utilisés. a. Indice de sécheresse L’indice dit TVDI (Temperature-Vegetation Dryness Index) est basé sur la relation empirique paramétrée entre la température de surface et le NDVI. La représentation dans un espace à deux dimensions (TS/NDVI) permet de segmenter le territoire étudié en zones selon le degré d’humidité du sol. Ainsi, la variation du TVDI reflète une variation spatiale de l’humidité à une échelle très fine. La formule de calcul de l’indice TVDI est la suivante : TVDI = (Ts – Tsmin) / (a + bNDVI – Tsmin) a et b : coefficients de l’équation de la droite TS / NDVI La paramétrisation empirique de la relation entre la température de surface et l’indice de végétation repose sur une simplification de l’histogramme bidimensionnel Ts / NDVI considéré comme un triangle.

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La simplification consiste à utiliser Ts comme variable au lieu de (Ts – Ta), à identifier l’alignement des pixels le long de la droite Ts/NDVI (dry edge), et à déterminer la température minimale Tsmin, supposée être la même pour tous les pixels à sol humide, indépendamment du couvert végétal (wet edge).

b .Méthode VLCD La méthode VLCD (Vector of Land Cover Dynamic) a été proposée par Raissouni & Sobrino (2001). Elle consiste en une analyse de l’évolution de la température de surface et du NDVI pour les mois d’avril et de juillet. Cette méthode permet la caractérisation de trajectoires d’évolution temporelle, la séparation et la distribution de différentes zones selon le type d’évolution de la végétation. Ainsi, la représentation dans un espace à deux dimensions de ces deux paramètres (TS en ordonnée et NDVI en abscisse) permet de calculer deux indicateurs environnementaux : le module et l’arc tangent (Erraji et al. 2005). La représentation dans un espace à deux dimensions de ces deux indicateurs (Pente, Module) montre une bonne séparation entre les différentes zones qui se répartissent en trois régions selon une segmentation ajustée par des seuils : une région végétale, une région semi-aride et une région aride. Ainsi, quatre trajectoires d’évolution temporelle ont été définies décrivant le passage au cours du temps, d’une zone donnée, d’une région à une autre (étude macrogéographique du projet LIFE sur la mise en place de systèmes pilotes de suivi de la désertification). c. L’approche COV Elle a été développée en utilisant une archive NOAA/AVHRR pour évaluer les changements dans la végétation survenus dans les parcours de l’Arabie Saoudite. Le COV est obtenu à partir du Maximum Value Composite mensuel. 12 valeurs sont calculées pour chaque année pour le NDVI. La moyenne (µ), l’écart-type (σ) et le coefficient de variation COV= σ / µ sont également calculés. Le COV de chaque année est reporté sur un graphe et la droite de régression est dessinée. Selon ces auteurs, lorsque la droite de régression est affectée d’une pente positive, le COV augmente, ce qui signifie que l’indice de végétation a progressé. Une pente négative traduit une décroissance de l’indice de végétation. d. Calcul du WSVI Le WSVI est l’indice de stress hydrique de la végétation (Yong wei Sheng, 2005). Il est exprimé en fonction de la température de surface et du NDVI, selon l’équation suivante :

WSVI = (NDVI / TS) Quand la végétation est affectée par la sécheresse, la température de la végétation augmente, le NDVI diminue et par conséquent, le WSVI chute. e. Calcul du VDI Le VDI est l’indice de la sécheresse de la végétation (Yong wei Sheng, 2005), c’est un indice très sensible au stress hydrique :

VDI = (WSVI i – WSVI min / WSVI max – WSVI min) * 100

Avec : WSVI min et WSVI max sont respectivement le WSVI minimum et maximum calculés à partir des données historiques, sur une base mensuelle ou décadaire. WSVI i est le WSVI du mois ou la décade en cours.

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f. Calcul du SVI Le SVI est l’indice de végétation standardisé (Peters et al, 2002). Il est obtenu par la formule suivante :

SVI = NDVIi – NDVIm / σ

NDVIi : l’indice de végétation de la période en cours ou à examiner, NDVIm : la moyenne sur une longue période (depuis 1998 pour les données NOAA) σ : l’écart type. g. Calcul du VCI Le VCI est l’indice caractérisant les conditions d’humidité de la végétation (2002. BHUIYAN, 2004). Il est calculé en se basant sur la formule suivante :

VCI = ( NDVIi – NDVImin / NDVImax – NDVImin) * 100 Avec : NDVIi est le NDVI du mois ou de la décade en cours. NDVImin et NDVImax sont respectivement le NDVI minimum et maximum calculés à partir des données historiques, sur une base mensuelle ou décadaire. h. Calcul du TCI Le TCI est l’indice tenant compte des conditions de la température.

TCI = (BTmax – BT / BTmax – BTmin) * 100 BT : Température de brillance du mois ou de la décade en cours BTmin et BTmax : Températures de brillance minimum et maximum calculées à partir des données historiques, sur une base mensuelle ou décadaire 2. Paramètres extraits à partir de MODIS Le satellite MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrorediometer) est caractérisé par une résolution spectrale assez élevée (36 bandes spectrales). Les deux premières bandes fournissent des données à une résolution spatiale de 250 mètres. 5 bandes sont à 500 m de résolution et les autres canaux (29) ont une résolution spatiale de 1 km. Les données issues du capteur MODIS présentent les avantages suivants :

- Une continuité d’obtention des données basse résolution par rapport à NOAA/AVHRR.

- Une meilleure résistance aux perturbations atmosphériques, avec la possibilité de choisir des canaux spectraux en dehors des bandes d’absorption de l’atmosphère.

- Les indices de végétation peuvent être calculés avec une meilleure résolution spatiale (250 m).

- Une meilleure résolution spectrale avec 36 bandes. - La détection des nuages est plus facile. - Utilisation d’algorithmes standards et validés à l’échelle internationale pour la

génération des produits dérivés.

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Parmi les paramètres biophysiques qui peuvent être extraits directement des données MODIS nous citons :

- l’albédo : c’est le ratio du flux de radiation réfléchie par la surface sur le flux incident. C’est un des paramètres les plus importants dans les études climatiques car il mesure la fraction de l’énergie solaire disponible au niveau de la surface;

- La température de surface de la terre (TS) : c’est une variable liée au processus

d’échange d’énergie et d’eau entre la surface et l’atmosphère. Elle peut être calculée avec une précision de 2 à 3°K (Split Window ou Multi angles);

- Indices de végétation (NDVI et EVI) : l’indice de végétation normalisé (NDVI) obtenu

par MODIS est calculé de la même façon que pour NOAA/AVHRR en se basant sur les canaux Rouge et Proche Infra Rouge. Il est supposé assurer la continuité de la série d’NDVI déjà disponible à partir de NOAA. Le EVI (enhanced vegetation index) est un indice ayant une sensibilité améliorée dans les zones où la production de biomasse est élevée. Le suivi de la végétation est amélioré par utilisation de cet indice étant donné la réduction des effets atmosphériques. Les deux indices sont complémentaires dans les études globales de la végétation. Ils peuvent être obtenus à des résolutions spatiales allant de 250m à 1km (Alfredo Huete, Chris Justice, 1999);

- L’humidité du sol : définie comme le rapport de la masse d’eau par unité de masse du

sol sec. Elle peut être obtenue (modélisation) par utilisation de la température de surface de la terre et du NDVI;

- La fraction de la radiation active pour la photosynthèse (fPAR) : c’est la proportion de

la radiation active réellement absorbée pour la photosynthèse d’un couvert végétal. Ce paramètre est calculé à travers l’utilisation d’algorithmes dédiés profitant de la richesse des bandes spectrales et des conditions de visées;

- L’indice foliaire (LAI) : ce paramètre peut être directement obtenu à partir des

réfléctances de MODIS (MODIS reflectances), et des données exogènes sur la nature de l’occupation du sol (Mynenu R. B. et al. 1999).

2. Paramètres extraits à partir de MSG Les satellites météorologiques sont devenus des outils indispensables dans les études climatiques et météorologiques. Il fournissent des données vitales (pour ces disciplines) à des fréquences régulières et sur de larges étendues du globe terrestre. Dernièrement, EUMETSAT a lancé le premier satellite de la série Meteosat Second Generation (MSG) développé par l’ESA (EUMETSAT Scientific Publications, 1999). Comparativement à l’ancienne génération des satellites Meteosat, les données issues de MSG se caractérisent par une précision améliorée. En effet, le radiomètre SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) fournit les données sur 12 canaux multispectraux (au lieu de 3) avec une fréquence temporelle de 15 minutes et une résolution spatiale de 3 km au lieu de 5 km pour l’ancienne génération de Meteosat. Ces caractéristiques des données MSG permettent d’améliorer les prévisions météorologiques à long terme et peuvent être opérationnelles dans un système d’alerte précoce à la sécheresse.

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Parmi les paramètres biophysiques qui peuvent être extraits directement des données MSG nous citons (MSG System Overview, 2001):

- l’albédo; - La température de surface de la terre (TS); - L’humidité du sol; - L’évapotranspiration; - L’indice de végétation (NDVI); - L’indice foliaire (LAI); - La fraction de la radiation active pour la photosynthèse (fPAR)

Les indices TS et NDVI (de MSG) peuvent être combinés et utilisés pour le calcul des indicateurs proposés dans le projet SMAS (SVI, VCI et TCI). Les paramètres liés à l’humidité du sol, l’évapotranspiration, l’indice foliaire et la fraction de la radiation active pour la photosynthèse sont très importants pour le suivi à la fois du bilan hydrique et des stades de croissance des végétaux. Comme pour le cas de MODIS, ces paramètres nécessitent la mise en place d’une chaîne de traitement appropriée. De même, une série de données exogène sera indispensable pour le calibrage et la validation des paramètres issus des satellites MSG.

A l’aide des satellites environnementaux, la sécheresse peut être maintenant détectée au USA avec plus de précision 4 à 6 semaines plutôt qu’avant. Son impact sur les productions végétales peut être estimé longtemps avant la récolte. Ainsi, il a été démontré que l’indice de végétation NDVI est fortement corrélé avec la production des végétaux durant leurs stades ou périodes critiques de développement. Du fait que l’état des plantes durant ces périodes donne une idée sur le rendement final, la corrélation précitée est donc exploitée pour estimer les rendements des cultures. Actuellement, des modèles de prévision des rendements des cultures basés sur cette approche ont été développés pour l’Argentine, le Brésil, l’Afrique du sud, la Pologne, la Hongrie, l’Inde, la Chine et le Maroc (Kogan, 2000). Le Maroc a mis en place récemment, au CRTS à Rabat, une station d’acquisition d’image satellitaires en utilisant le nouveau capteur SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infra Red Imager) relié à la seconde génération des satellites météorologiques Météosat (MSG). Ce capteur présente des caractéristiques améliorées par rapport à la première génération (1 prise de vue toutes les 15minutes, 11 canaux spectraux à résolution 3 km et 1 canal panchromatique à résolution 1Km). Cette station et les logiciels de prétraitement appropriés permettront la production en temps réel d’indicateurs bioclimatologiques de la sécheresse comme l’indice de la végétation NDVI, la température de la brillance ou une combinaison de ces paramètres qui donne l’indice de sécheresse « Temperature Difference Vegetation Index » (Bergès et al., 2005). Exemple de systèmes compréhensifs d’alerte précoce à la sécheresse Actuellement, il est admis qu’aucun indice (indicateur), à lui seul, n’est adéquat pour mesurer les interrelations complexes qui existent entre les différentes composantes du cycle hydrologique et les impacts. La tendance est de se baser sur plusieurs indices pour s’assurer de la fiabilité de l’information en vue de mieux cerner le déclenchement des actions de lutte contre les effets de la sécheresse. Au préalable, ces indices doivent être testés et « calibrés » pour différentes intensités de sécheresses. Dans ce cas, la méthode est souvent basée sur la corrélation entre ces indices et les impacts des sécheresses historiques.

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Dans ce chapitre le système des pays de l’Est et l’Ouest de l’Afrique, des Etats Unis d’Amérique et de la FAO (sur l’alimentation) seront présentés comme exemples de systèmes réussis dans l’alerte précoce. Ils sont basés sur une approche utilisant plusieurs indices complémentaires pour remédier à l’insuffisance des données météorologiques (cas de l’Afrique) et pour cerner les différents types de sécheresses (cas des USA). SAPS des pays de l’Est et l’Ouest de l’Afrique (http://ndmc.unl.edu/monitor/EWS/ch11_Ambenje.pdf) Le système africain est basé sur les données météorologiques collectées dans les stations météorologiques se trouvant dans la région. La sévérité de la sécheresse est évaluée en utilisant l’indice des « quartiles ». La classification de la sévérité de ce phénomène selon l’indice pré-cité est présentée dans le tableau 4. Tableau 4. Classification de la sévérité de la sécheresse selon l’indice des quartiles Etendue Catégorie de la sécheresse < Min Le plus sec mesuré Q1-Min Sec Q1-Q3 Proche de normal Q3-Max Humide > Max Le plus humide mesuré Q1 = 1er quartile Q3 = 3ème quartile En plus des données météorologiques, la télédétection est également utilisée pour calculer les NDVI et la durée des nuages froids ou CCD (cold cloud duration) qui renseignent sur l’état de la végétation à des périodes critiques et donc à l’avance, sur les rendements des cultures. Le troisième outil sur lequel est fondée la prévision de la sécheresse est l’événement ENSO à cause de sa forte corrélation avec les précipitations dans la région. Les produits préparés, publiés et disséminés auprès des utilisateurs sont :

- les conseils pour la région sur les conditions climatiques : o le résumé climatologique décadaire (sévérité de la sécheresse); o les conditions et impacts agrométéorologiques décadaires; o la révision synoptique décadaire et outlook climatique.

- le bulletin de suivi mensuel de la sécheresse pour la région contenant :

o les résumés climatologiques à pas d’un mois et de trois mois; o les systèmes synoptiques dominants et outlook climatique à pas de trois mois; o les conditions agroclimatologiques et leurs impacts sur les activités agricoles

et les ressources en eau; o les données météorologiques réelles à pas d’un mois et de trois mois;

En plus de ça, des conseils spéciaux sont préparés et disséminés auprès des utilisateurs en cas de besoin. SAPS des Etats Unis d’Amérique (http://drought.unl.edu/dm/classify.htm) Il est basé sur cinq principaux indicateurs de la sécheresse à savoir PDSI, SPI, SVHI, Humidité du sol (Pour cent), écoulement de surface (pour cent). Ces indicateurs sont intégrés dans une carte pour donner une classification de la sévérité de la sécheresse.

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Lorsque les classifications de tous indicateurs ne coïncident pas, la catégorie de la sécheresse suit la tendance de la majorité des indicateurs. Le tableau donne la classification de la sécheresse selon l’approche américaine. Tableau 5. Classification de la sécheresse selon l’approche américaine Catégorie Description PDSI Humidité

du sol Ecoulement surface

SPI SVHI(*)

D0 Anormalement sec -1.0 à - 1.9 21-30 21-30 -0.5 à -0.7 36-45 D1 Sécheresse

modérée -2.0 à –2.9 11-20 11-20 -0.8 à -1.2 26-35

D2 Sécheresse sévère

-3.0 à -3.9 6-10 6-10 -1.3 à -1.5 16-25

D3 Sécheresse extrême

-4.0 à -4.9 3-5 3-5 -1.6 à -1.9 6-15

D4 Sécheresse exceptionnelle

-5.0 ou moins

0-2 0-2 -2.0 ou moins

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(*) : Satellite vegetation health index ou Indice de l’état sanitaire de la végétation. En plus des catégories D0-D4, d’autres symboles sont présentés dans la carte. Il s’agit des lettres A, W et F montrant les secteurs par région qui présentent, respectivement, des dégâts importants sur l’Agriculture et l’hydrologie et des risques élevés d’incendie. Quant à + et -, ils sont utilisés pour montrer si l’intensité de la sécheresse va augmenter ou diminuer dans les deux semaines qui suivent. Les Systèmes d’alerte précoce nationaux et d’information sur l’alimentation établis avec l’assistance de la FAO (National Early Warning and Food Information Systems) (DePauw, 2000). Ces systèmes utilisent un modèle de prévision agrométéorologique basé sur le bilan hydrique en calculant pour les stations du network à un pas de 10 jours un indice de satisfaction des besoins en eau d’une culture donnée qui donne une idée sur le stress hydrique à différents stades de croissance. Ils sont donc adaptés au suivi et à la prévision des rendements.

II- Evaluation des systèmes d’alerte précoce à la sécheresse existants au niveau national

II.1- IDENTIFICATION DES SYSTEMES D’ALERTE PRECOCE EXISTANTS AU NIVEAU NATIONAL On observe, ces dernières années qu’il y a une volonté politique pour s’occuper sérieusement des problèmes de la sécheresse à travers des mesures réactives et puis récemment proactives. Il y a aussi des tentatives de développer des indicateurs ou même des systèmes d’alerte précoce. En effet, certaines mesures prises jusqu’à présent au Maroc sont basées sur une approche de gestion de la crise. Lorsque la sécheresse est déclarée à l’échelle nationale, un programme national de lutte contre les effets de la sécheresse est établi et les moyens nécessaires pour sa mise en œuvre sont alloués. Ce programme concerne, notamment, l’approvisionnement en eau potable des populations rurales affectées, la sauvegarde du cheptel, la création de l’emploi en milieu rural, l’annulation de la dette des agriculteurs. Malheureusement, ce programme coûte beaucoup à l’Etat. On remarque récemment que ces actions sont améliorées en introduisant des mesures proactives. Le passage des mesures réactives aux proactives est décrit ci-dessous.

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Mesures réactives

- Le programme de création de l’emploi dans le milieu rural pour compenser les pertes de travail agricole causées par la sécheresse et par là réduire l’exode rural vers les villes. Les activités créées concernent les constructions de routes rurales, l’épierrage des terres agricoles et les aménagements des périmètres de petite et moyenne hydraulique;

- Le programme d’approvisionnement en eau potable des populations urbaines et

rurales qui est fondé sur les déficits pluviométriques moyens à l’échelle de tout le Royaume, les estimations des apports d’eau aux barrages, les situations des eaux stockées dans les barrages et dans les aquifères. En tenant compte de ces informations, la Direction Générale de l’Hydraulique évalue les besoins et active un programme d’approvisionnement pour permettre aux populations de faire face au manque d’eau.

Passage des mesures réactives aux proactives

- Parmi les autres mesures prises pour réduire les effets de la sécheresse

hydrologique on peut citer la mobilisation de l’eau des aquifères par l’encouragement au forage des puits, la construction de petits barrages collinaires, l’application des mesures d’économie d’eau pour satisfaire les besoins des populations rurales et du cheptel;

- Le programme d’approvisionnement en semences pour la campagne suivante. Un

plan semencier a été élaboré pour remédier aux problèmes de pénurie en cet intrant. Les informations concernant l’état, la phénologie et la conduite technique des cultures au cours de la période de sécheresse sont transmises par les directions provinciales de l’agriculture et les offices régionaux de mise en valeur agricole à la direction de la production végétale (DPV) qui les synthétise et prépare en collaboration avec les sociétés d’intrants agricoles et les autres directions centrales du ministère de l’agriculture les programmes d’action pour l’année suivante. Des informations concernant les conditions météorologiques et les niveaux des barrages sont aussi transmises, à la DPV, par la Direction de la Météorologie Nationale et la Direction Générale de l’Hydraulique. Ces données sont prises en considération dans le suivi de l’état de la végétation et donc de la sécheresse;

- Le programme de sauvegarde du cheptel est basé sur l’évaluation du déficit en

aliments de bétail attendu suite à la sécheresse. Cette évaluation est faite par la Direction de l’élevage à partir des informations qui proviennent des directions provinciales de l’agriculture (DPA) et des offices régionaux de mise en valeur agricole (ORMVA). Cette direction suit aussi la situation des importations des animaux et produits d’animaux et des aliments. Les données collectées concernent aussi les estimations des productions des parcours, des céréales (orge) et de leurs sous produits (paille), des fourrages et des sous-produits des cultures agro-industrielles. De même, des informations sur les prix des animaux, et des aliments, l’état de l’abreuvement des troupeaux, l’état sanitaire du bétail sont recueillies.

- Le programme de la sécurisation de la production des céréales : L’objectif de ce

programme mis en place en 1999-2000 par le Ministère de l’Agriculture est de sécuriser une production de 60 millions de quintaux en année relativement sèches moyennant un suivi technique par les organismes de vulgarisation pour inciter les agriculteurs à utiliser des variétés et des itinéraires techniques améliorés.

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- Le programme de garantie de la production céréalière qui couvre partiellement les charges des agriculteurs a été également utilisée comme mesure proactive de lutte contre la sécheresse.

Systèmes d’alerte précoce Les principaux systèmes mis en place sont décrits ci-dessous :

- Les programmes de la prévision météorologique hebdomadaire et saisonnier de la Direction de la Météorologie Nationale basés sur l’utilisation de modèles dynamiques globaux et régionaux et de modèles statistiques;

- Le projet d’appui technique agro-météorologique (PATAM) de la DMN qui utilise,

entre autres, des modèles de simulation de croissance des cultures, le modèle d’irrigation et les modèles phytopathologiques.

- Le projet de l’Union Européenne “MEDROPLAN” (Mediterranean Drought

Prepardness and Mitigation Planing) coordonné par IAMZ-CIHEAM (Insitiut Agronomique Méditerranéen de Saragosse en Espagne) dont la partie marocaine est conduite par l’ONS. Ce projet qui a démarré en 2004 a pour objectif de développer des lignes directrices « Guidelines » pour des plans de préparation à la sécheresse pour tous les pays de la Méditerranée « Drought prepardness plans ». Au Maroc, un travail de caractérisation et d’évaluation d’un certain nombre d’indices de la sécheresse a été entamé pour les bassins d’Oum Rabia et Souss-Massa.

- Le projet du développement rural intégré de mise en valeur bour (DRI-MVB)

coordonné par la Direction des Aménagements Fonciers (DAF) du Ministère de l’Agriculture. Une composante de ce projet a été confiée à l’Observatoire National de la Sécheresse (ONS) qui sera chargé de :

o La mise en place d’un système de suivi et d’alerte précoce à la sécheresse, o La préparation des plans de gestion de la sécheresse, o La mise en place de politiques à long terme de réduction de la vulnérabilité à

la sécheresse. - Les estimations des rendements des céréales des agriculteurs avant la période de

récolte en utilisant la modélisation et la télédétection spatiale qui était jadis basée sur une approche d’échantillonnage lourd et demandant beaucoup de moyens humains et financiers;

- Le bulletin de suivi de la campagne agricole produit par le CRTS

Parallèlement aux programmes et mesures prises en relation directe avec la gestion de la sécheresse, il existe aussi des projets en cours ou déjà achevés conduits en collaboration avec l’OSS s’intéressant aux problèmes environnementaux dont le suivi de la sécheresse constitue une partie importante. Il s’agit des « Observatoires ROSELT » ou « Réseau d’Observatoires de Surveillance Ecologiques à Long Terme » dans la région de Zagora dont la coordination nationale a été confiée au « Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte contre la Désertification (Centre de la Recherche Forestière, CRF-Rabat pour le site « Oued Mird » et Service des Eaux et Forêts, SEF-Zagora pour le site Fezouata. Quant au site Issougui dans la même région il est sous la responsabilité de l’Office Régional de Mise en Valeur Agricole de Ouarzazate. Pour ce qui est du projet « LIFE-Pays Tiers », « Suivi de la Désertification dans les Pays de la Rive Sud de la Méditerranée », il fut conduit en collaboration avec le Centre Royal de Télédétection Spatiale (CRTS). Les données

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collectées dans le cadre de ces deux projets peuvent être utiles pour l’alerte précoce de la sécheresse.

II.2- IDENTIFICATION ET DESCRIPTION DES STRUCTURES TRAVAILLANT DANS LA PROBLEMATIQUE DE LA SECHERESSE La Direction de la Météorologie Nationale C’est une direction qui s’occupe des prévisions météorologiques et travaillant actuellement sur des prévisions à moyen terme (saison) qui peuvent servir dans le futur dans la gestion des différents types de sécheresse. Le conseil interministériel permanent pour le développement rural (CIPDR) C’est une structure de gestion de la sécheresse dont la coordination a été confiée au premier ministre à travers le conseil interministériel permanent pour le développement rural qu’il préside. Le fait de lier cette tache à un organe situé à un niveau aussi élevé dans la sphère de prise de décisions montre la volonté du gouvernement à faire face à ce phénomène qui touche les différentes couches de la société marocaine et surtout le monde rural qui est la catégorie la plus vulnérable. Dans cette structure, la majorité des ministères impliqués dans la gestion de l’eau sont représentés. Il s’agit des Ministères de l’Eau et de l’Environnement, de l’Agriculture, de l’Energie, de l’Intérieur, de la Santé et du Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à Lutte contre la Désertification. A ces départements s’ajoutent le Ministère des Finances qui est chargé des aspects financiers. Le secrétariat technique de ce conseil est sous la responsabilité du Ministère de l’Agriculture du développement rural (STCIPDR) qui préside chaque semaine les réunions de la commission technique interministérielle. En se basant sur les rapports de cette commission, le conseil interministériel permanent pour le développement rural peut décider s’il faut déclarer la sécheresse ainsi que les zones sinistrées ou non. Si la sécheresse est déclarée dans tout le pays, le plan national de lutte contre les effets de la sécheresse est exécuté. En plus de la commission technique centrale, il existe un comité technique régional (présidé par le Wali) / provincial (présidé par le gouverneur). Ce comité est composé des représentants des ministères concernés, des élus des collectivités locales (rurales et urbaines) de la région et des ONGs. Il est responsable de toutes les décisions relatives aux mesures et activités à mettre en œuvre dans la région dans le cadre du plan national de lutte contre les effets de la sécheresse. Quant aux comités locaux et spécialisés (représentant l’administration et les ONGs), ils s’occupent de l’examen des mesures proposées en vue de répondre aux besoins des populations locales affectées par la sécheresse, du bétail et de l’environnement. Le conseil supérieur de l’eau et du climat (CSEC) Ce conseil est sous la présidence du Roi. Il est composé des représentants des administrations impliquées dans le secteur de l’eau, des représentants parlementaires, et des utilisateurs de l’eau et des experts. Le secrétariat technique de cet organe est assuré par la Direction Générale de l’Hydraulique. A travers son rôle dans la planification et la gestion de l’eau, il est directement concerné par la gestion de la sécheresse. L’observatoire national de la sécheresse (ONS) C’est une structure créée au sein du Ministère de l’Agriculture, du Développement Rural et des Pêches Maritimes. Il est conçu pour être un forum multidisciplinaire qui a pour objectif de développer des indicateurs pour prédire, suivre et proposer des stratégies de lutte contre la

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sécheresse. Il est composé d’un comité directeur, de trois commissions, (suivi, évaluation, stratégies de lutte) et des groupes de travail. Le Centre Régional de la Recherche Agronomique de l’INRA-Settat C’est un centre spécialisé dans les recherches en Aridoculture qui traitent tous les aspects de l’agriculture des zones arides et semi-arides, entre autres, la caractérisation et le développement des stratégies de lutte contre la sécheresse. Institutions de recherche et d’enseignement supérieur En plus des structures décrites ci-dessus, il existe des laboratoires dans des institutions d’enseignement (Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Ecole Nationale d’Agriculture de Meknès, Ecole Nationale Forestière d’Ingénieur, Universités) et de recherche (Institut National de la Recherche Agronomique, Centre de Recherche Forestière) ainsi que d’autres organismes spécialisés (CRTS, DMN, Office National de l’Eau Potable) qui conduisent des actions de recherche et de recherche développement sur différents aspects liés la sécheresse et à ses effets.

II.3- ANALYSE DES LACUNES, INSUFFISANCES DES SYSTEMES ET DES COMPETENCES L’analyse des programmes, mesures et structures décrites ci-dessus montre que le Maroc a réalisé des avancées très importantes dans la mise en place des structures de recherche, de suivi et de gestion de la sécheresse qui devient de plus en plus fréquente. En effet, des programmes très importants et des moyens conséquents sont alloués à la lutte contre les effets de la sécheresse. Malgré les efforts consentis, les résultats restent en de ça des attentes des décideurs politiques et des populations car :

- L’approche reste dominée par des mesures réactives; - Les actions sont fragmentaires et non intégrées; - La concertation entre les différents intervenants scientifiques dans le domaine de la

gestion de la sécheresse est inexistante; - La coordination de l’information provenant des différentes sources à savoir les

différentes autorités chargées de la gestion de l’eau, des services de l’agriculture et de la météorologie et des ONG est très limitée;

- Les outils développés sont surtout utilisés dans les prévisions de la sécheresse météorologique;

- Les indicateurs d’alerte précoce testés ne sont pas encore validés et testés à grande échelle pour prévoir les autres types de sécheresses, agricoles, hydrologiques et socio-économiques;

- Certaines structures créées pour développer des outils et approches de gestion de risque de la sécheresse (ONS) en privilégiant des mesures proactives manquent de moyens et d’adhésion de certaines institutions incontournables pour l’acquisition des données nécessaires pour les prévisions;

- Le réseau météorologique reste faible et concentré surtout dans les zones favorables;

- Plusieurs postes météorologiques (non synoptiques) ne mesurent que les précipitations.

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II.4- PROPOSITION DE MODALITES PERTINENTES DE RENDRE OPERATIONNELS LES SYSTEMES Pour passer des systèmes actuels de gestion de crises de la sécheresse à ceux basés sur la gestion du risque, il est indispensable de créer un système d’alerte précoce compréhensif et intégré basé sur l’existant et utilisant les outils de prévision, les indicateurs de différents types de sécheresse, la télédétection et le système d’information géographique en vue de :

- Capitaliser sur les expériences vécues; - Assurer une meilleure coordination et créer une synergie entre les différents

intervenants; - Compléter l’information météorologique manquante (réseau de stations

météorologique peu dense) de la DMN par celle des autres partenaires (Ministère de l’Agriculture, Haut Commissariat des Eaux et Forêts et désertification);

- Assurer la disponibilité des données et d’information pour que chaque partenaire puisse réaliser ses activités dans les meilleures conditions et assurer la complémentarité dans le travail;

- Définir les attributions des différents intervenants; - Développer un système d’information et de communication plus efficace dans le

domaine de l’alerte précoce (site web, bulletins, média, fax, E-mail) et des impacts probables et réels de la sécheresse au profit de tous les décideurs;

- Impliquer toutes les compétences scientifiques et techniques, les décideurs et les utilisateurs de l’information dans le processus de la gestion de la sécheresse;

- Impliquer la recherche dans le processus de l’alerte précoce; - Développer des compétences dans le domaine de l’alerte précoce.

III- Proposition d’une méthodologie

III.1- TYPE DE SYSTEME A METTRE EN PLACE Fondements du système L’alerte précoce peut contribuer d’une façon significative à la réduction du risque en permettant à l’Etat et aux communautés de se préparer et d’agir tôt pour atténuer les effets d’une sécheresse éminente. Tenant compte des expériences des pays et organismes internationaux qui ont déjà mis en place ou sont en train de développer des systèmes d’alerte précoce ainsi que des réalités climatiques et socio-économiques du Maroc et de ses acquis dans le domaine de la gestion de la sécheresse, le modèle de système d’alerte précoce à la sécheresse à mettre en place doit avoir les caractéristiques suivantes :

- être basé sur l’existant en vue de renforcer les structures déjà mises en place, en l’occurrence le CIPDR au niveau de la primature, et rendre leurs actions plus efficaces;

- être multidisciplinaire, participatif et intégré en vue de mettre à profit toutes les compétences existantes dans le pays, y compris la société civile et assurer les synergies et l’échange de l’information;

- être basé sur des approches scientifiques; - être assez compréhensif pour tenir compte de la complexité du phénomène; - être capable de fournir l’information à différentes échelles de temps pour qu’elle soit

utile dans la préparation des stratégies de lutte contre la sécheresse à court et à long terme et par les différentes catégories de décideurs;

- être simple dans sa structure et sa gestion;

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- être ouvert à la coopération régionale et internationale pour échange d’expérience et d’expertise et pour profiter des opportunités de financements;

- intégrant une composante prévisionnelle et des indicateurs météorologiques, agronomiques, hydrologiques et socio-économiques et ceux liés à la protection de la forêt;

En effet, le système doit profiter de l’existence de deux organes déjà en place à savoir le comité permanent interministériel de la sécheresse et du conseil supérieur de l’eau et du climat pour faire aboutir les messages. Il doit servir comme une structure qui aide dans la prise de décision en produisant d’une façon permanente des informations nécessaires pour le déclenchement de l’alerte précoce à la sécheresse qui sera la base des mesures et programmes d’actions à mettre en place à différents niveaux de décision, depuis l’agriculteur jusqu’à l’Etat. Structure du système Le SAPS est basé sur une structure légère multidisciplinaire, multi-institutionnelle et collégiale composée du Centre Royal de Télédétection Spatiale (CRTS), la Direction de la Météorologie Nationale (DMN), la Direction de la Production Végétale (DPV), et le Haut commissariat aux Eaux et Forêts et à Lutte contre la Désertification (HCEFLCD) (Diagramme 2). Il peut associer d’autres partenaires tels que la Direction générale de l’hydraulique pour le traitement de la sécheresse hydrologique, l’Observatoire National de la Sécheresse et la Direction d’élevage pour les aspects liés à la production animale. Il contient à l’amont une unité de coordination composée d’une personne de chaque institution membre du consortium. Cette unité est chargée de la synthèse de l’information, la gestion du Site Web du SAPS, de la préparation des bulletins d’alerte précoce et de l’organisation des manifestations scientifiques et techniques. Les modalités de coordination et de fonctionnement de cette unité doivent être arrêtées par les partenaires. L’unité est liée directement au Conseil Interministériel Permanent pour le Développement Rural (STCIPDR) présidée par le premier ministre et a des liens étroits, avec le Conseil Supérieur de l’Eau et du Climat et l’Observatoire National de la Sécheresse et au niveau régional et local avec les services dépendants des partenaires du SAPS, des ONG, des représentants des autorités et élus locaux (Diagramme 3). Les informations de base collectées sont envoyées par les services régionaux aux partenaires centraux respectifs impliquées. L’unité de coordination doit être dotée d’un budget de fonctionnement pour pouvoir réaliser ses tâches dans de bonnes conditions. A l’échelle régionale et internationale, le SAPS, en plus de ses relations étroites avec le SMAS, doit être lié au PAN-Maroc, CILSS (Comité Permanent Inter-Etats de Lutte contre la Sécheresse dans le Sahel), etc. (Diagramme 4). Le consortium SAPS a pour mission de compiler, analyser et d’interpréter les données, de préparer des bulletins d’alerte précoce à mettre à la disposition du CIPDR qui sera chargé de sa diffusion à grande échelle.

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Diagramme 2. Structure du SAPS

UNITE DE COORDINATION SAPS

- Synthèse de l’information - Préparation des bulletins

DMN - Production de données climatiques; - Calcul des indices de sécheresse météorologiques

DPV - Production de données agronomiques sur les cultures, et socio-économiques -Calcul des indices de sécheresse agricole (cultures)

HCEFLCD - Production de données sur la forêt -Calcul des indices de stress sécheresse (forêt)

CRTS - Production de données satellitaires - Calcul des indices de sécheresses (télédétection)

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Diagramme 3. Schéma des liens du SAPS avec les décideurs et les fournisseurs de l’information.

Partenaires SAPS (Analyse des données)

Unité de coordination SAPS (Préparation et diffusion des

bulletins)

STCIPDR (Validation des bulletins)

CIPDR (Prise de décisions politiques)

Représentants régionaux des

différents partenaires

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Diagramme 4. Partenaires nationaux et internationaux du SAPS

SAPS

Autres projets (ROSELT, DRI-MVB)

ONS

Autres International CIPDR, CSEC

ONG FAO

SMAS Recherche et Enseignement

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CILSS

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III.2- CHOIX DES INDICES ET INDICATEURS La sécheresse, au Maroc, est un phénomène complexe qui touche plusieurs secteurs économiques. L’alerte précoce doit donc être basée sur plusieurs indicateurs pour cerner les différents types de sécheresse. Les indicateurs potentiels d’alerte précoce à la sécheresse présentés ci-dessous visent la mise en place d’un système compréhensif à long terme. Le choix de ces indicateurs est basée sur l’exploitation de l’information synthétisée dans la partie bibliographique de ce document en terme d’avantages et inconvénients de chaque indice et d’expériences des pays ayant déjà développé ce genre de système. Il est aussi fondé sur la multidisiplinarité et la multinstitutionalité pour pouvoir utiliser toutes les compétences existantes dans le domaine et accéder à toute l’information nécessaire et tenir compte des différents types de sécheresse. Le test et la comparaison de plusieurs indices potentiels permettra de choisir les plus fiables et plus adaptés aux conditions marocaines. Néanmoins, la mise en place de ce type de système d’alerte précoce compréhensif demande du temps et nécessite des moyens importants et un investissement dans la recherche pour certains indicateurs pertinents mais difficiles à calculer à grande échelle (évapotranspiration réelle pour la sécheresse agricole et la forêt par exemple). Il suppose également l’implication et l’engagement de toutes les institutions concernées par les problèmes de la sécheresse et de la rareté de l’eau. Par conséquent, les pouvoirs publics doivent accorder une priorité particulière à la mise en place de ce genre de système en mettant à la disposition des institutions concernées des moyens conséquents. Les indicateurs en question sont discutés ci-dessous et un projet de test et de validation de ce système sous forme d’une matrice «Cadre Logique» ou «LogFrame» est présenté en Annexe 1. Il est évident qu’actuellement les données dont disposent les partenaires impliqués dans le projet SMAS-Maroc sont insuffisantes pour tester tous les indices potentiels et que les moyens disponibles dans le cadre du projet SMAS-Maroc ne permettent pas d’engager des activités de collecte de données de grande envergure, par conséquent, il a été décidé, en concertation avec les partenaires, de choisir, dans un premier temps, un nombre limité d’indicateurs simples et faciles à fournir en temps réel pour déclencher le processus et mettre en place un système d’alerte précoce qui pourrait être amélioré par la suite en intégrant d’autres indices et partenaires. Les indicateurs retenus sont présentés dans un chapitre plus loin. III.2.1- Choix des indicateurs potentiels à long terme et rôles des partenaires a. Indices/indicateurs potentiels à évaluer Sécheresse conjoncturelle Indices météorologiques

- SPI : C’est un indice simple qui a donné des résultats satisfaisants au Maroc (DMN à l’échelle locale, régionale et nationale, INRA à l’échelle régionale, IAV à ‘échelle régionale) et ailleurs. Les données d’entrée sont celles relatives aux précipitations.

- Déciles : C’est un indice simple et aussi testé au Maroc (DMN, INRA, Yacoubi, 1998). Le calcul des déciles nécessite des données sur les précipitations.

- PDSI: c’est un indice météorologique qui peut renseigner sur la sécheresse agricole et même hydrologique. Il a les inconvénients décrits ci-dessus. Mais, du fait qu’il a déjà été testé, à différentes échelles, par la DMN et qu’il peut être calculé dans les stations météorologiques synoptiques, il a été retenu pour évaluer les différents types de sécheresse. Le calcul du PDSI est basé sur la précipitation, la température, la latitude et la quantité d’eau disponible.

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Indices de stress hydrique pour l’agriculture et la forêt - Déficit hydrique réel : Indice basé sur la mesure de l’évapotranspiration réelle (ETr).

Les données d’entrée sont l’ETr et l’ETm. - indices de sécheresse basés sur des données satellitaires :

o Indice de la végétation standardisé ou SVI nécessitant NDVIi et NDVIm pour le

calcul (période 1998-2006); o Indice d’humidité de la végétation (VCI) dont les données d’entrée sont NDVIi,

NDVImax et NDVImin; o Indice de température (TCI) dont les données d’entrée sont la température

de brillance (TB) de la période calculée et TB max et TB min.

L’ETr est l’indice le plus précis dans le cas de l’alerte précoce à la sécheresse agronomique (cultures) et de la forêt; mais il est difficile à déterminer à grande échelle car il faut le mesurer au champs. Néanmoins, la télédétection pourrait aider à résoudre ce problème car il y a une corrélation entre l’ETr et NDVI (DePauw, 2000; Bastiaanssen, 1995). Indices hydrologiques

- SWSI : Il sera utilisé dans la quantification des eaux de surface dans un bassin versant (cas de Oum Rabia, Sebou). Les données d’entrées sont les quantités d’eau stockées dans le réservoir.

- SWI : Il sera utilisé pour la quantification des eaux souterraines dans les zones bour. Les données d’entrées sont les niveaux des eaux dans les puits.

Avant leur utilisation dans l’alerte précoce et la prévision de leurs impacts, ces indices doivent être « calibrés » en utilisant des données historiques d’au moins une trentaine d’années (cas des stresses météorologiques et hydrologiques) et des mesures de l’humidité du sol pour les indices basés sur des mesures radiométriques pour s’assurer qu’ils sont capables de détecter les sécheresses et donc être utilisés pour l’alerte précoce; mais aussi pour caractériser les sécheresses (fréquence, durée, intensité). De même, des corrélations entre ces indices et l’impact sur les rendements et les productions des cultures ainsi que sur les réserves en eau doivent être calculées pour faire le zonage de la vulnérabilité et déterminer des seuils d’indices ou d’indicateurs pourrant renseigner sur les impacts potentiels. Indicateurs socio-économiques

- Prix et quantités des intrants en Octobre-Novembre et au tallage des céréales pour les engrais azotés;

- Prix de la paille; - Prix et nombre d’animaux vendus; - Prix des aliments de bétail; - Acuité de la migration des troupeaux; - Distance parcourue par les populations à la recherche de l’eau;

Sécheresse structurelle L’alerte à la sécheresse structurelle nécessite des indicateurs en séries statistiques longues. Parmi ceux qui sont directement liés à la sécheresse au Maroc, il y a la production agricole et plus particulièrement celle des céréales qui est corrélée au PIBA et PIB, les importations des céréales, la longueur de la période de croissance (LGP), l’exode rural, les ressources en eau dans les barrages et les niveaux des nappes, la dégradation de la forêt. Une analyse statistique peut donner une idée sur ce type de sécheresse.

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b. Rôles des partenaires potentiels (fournisseurs, producteurs de données/indicateurs) Tableau 6. Rôle des partenaires Activité Données nécessaires Coordinateur Institutions participantes Calcul du SPI Calcul des déciles Calcul du PDSI Calcul du déficit hydrique Calcul d’indices basés sur la télédétection: SVI VCI TCI Calcul du SWSI Calcul du SWI

Pluviométrie Pluviométrie Précipitation Température Quantité d’eau disponible Humidité du sol ETp Coefficient cultural Pluviométrie irrigation s’il y n a NDVIi, NDVIm, NDVI, NDVImax, NDVImin BT, BTmax, BTmin, Eaux stockées dans les réservoirs Niveaux des nappes (eaux des puits)

DMN DMN DMN DMN DMN DPV/HCEFLCD DPV/HCEFLCD DPV DPV DPV CRTS CRTS CRTS DGH DGH

DPV DMN DMN AGR AGR

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Indicateurs socio-économiques Evaluation et validation des indices par rapport aux impacts (caractérisation de la sécheresse et zonage de la vulnérabilité) Collecte de données Intégration des indicateurs Synthèse des différents zonages faits Préparation de l’information à mettre dans les bulletins Synthèse et préparation de bulletins Diffusion des bulletins

Prix et quantités d’intrants Prix de la paille Prix et nombre d’animaux Prix des aliments de bétail Acuité de la migration des troupeaux Distance parcourue à la recherche de l’eau Exode rural Indices Rendements des céréales Production des céréales Production animale Niveaux d’eau dans les barrages Niveaux des nappes Dégradation de la forêt Zonages agro-écologique Zonage météorologique Zonage basé sur la télédétection

DPV DPV DPV DE DE DE DPV/DE Chaque partenaire DPV DPV DE DGH DGH HCEFLCD Unité de coordination CRTS DPV DMN CRTS Unité de coordination Unité de coordination Les partenaires

Intérieur Intérieur Partenaires

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Tableau 7. Autres informations secondaires pouvant être collectées, si c’est possible, pour servir dans l’ajustement et la validation des indicateurs Variable Partenaires pouvant fournir l’information

(à travers les structures régionales et locales)

Estimation précoce des rendements; Superficies ensemencées; Apport d’engrais azoté; Suivi de l’état des cultures et phénologie; Rendements réels des cultures ; Productions réelles des cultures Taux de réussite du reboisement; Taux de régénération naturelle des arbres; Effectifs des troupeaux et leur composition; Mortalité et avortement des animaux; Composition des parcours; Suivi de l’état des parcours.

DPV DPV DPV DPV DPV DPV HCEFLCD HCEFLCD DE DE DE DE

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III.2.2- Indices/indicateurs retenus et rôles des partenaires dans le projet SMAS-Maroc Les indicateurs ci-dessous peuvent être facilement complétés par ceux relatifs à l’hydrologie et à la production animale si la Direction générale de l’hydraulique et la Direction d’élevage adhèrent au projet. Par contre l’indice lié aux cultures et à la forêt à savoir l’évapotranspiration réelle, nécessite la collecte de données de terrains et le développement de méthodologie d’estimation simple à grande échelle. a. Indices à évaluer

- SPI : C’est un indice simple qui a donné des résultats satisfaisants au Maroc (DMN à l’échelle locale, régionale et nationale, INRA à l’échelle régionale, IAV à ‘échelle régionale) et ailleurs. Les données d’entrée sont celles relatives aux précipitations.

- Déciles : C’est un indice simple et aussi testé au Maroc (DMN, INRA, Yacoubi, 1998). Le calcul des déciles nécessite des données sur les précipitations.

- PDSI: c’est un indice météorologique qui peut renseigner sur la sécheresse agricole et même hydrologique. Il a un certain nombre inconvénients décrits ci-dessus. Mais, du fait qu’il a déjà été testé, à différentes échelles, par la DMN et qu’il peut être calculé dans les stations météorologiques synoptiques, il a été retenu pour évaluer les différents types de sécheresse. Le calcul du PDSI est basé sur la précipitation, la température, la latitude et la quantité d’eau disponible.

- indices de sécheresse basés sur des données satellitaires :

o Indice de la végétation standardisé ou SVI nécessitant NDVIi et NDVIm pour le calcul (période 1998-2006);

o Indice d’humidité de la végétation (VCI) dont les données d’entrée sont NDVIi, NDVImax et NDVImin;

o Indice de température (TCI) dont les les données d’entrée sont la température de brillance (TB) de la période calculée et TB max et TB min.

- En plus des indices, décrits ci-dessus, des variables et indicateurs liés au suivi de

la campagne agricole et aux aspects socio-économiques ainsi que les données des observatoires Roselt seront également utilisés. Parmi ces variables, on peut citer, l’estimation précoce des rendements, les superficies ensemencées, l’apport d’engrais azoté de couverture, le suivi de l’état des cultures et de sa phénologie, les prix et les quantités d’intrants, le prix de la paille.

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b. Rôles des partenaires (fournisseurs, producteurs de données/indicateurs) Tableau 8. Rôle des partenaires Activité Données nécessaires Coordinateur Calcul du SPI Collecte de données Calcul des déciles Collecte de données Calcul du PDSI Collecte de données Calcul d’indices basés sur le télédétection Collecte de données : SVI VCI TCI Analyse de données Collecte de données Indicateurs socio-économiques Collecte de données Evaluation et validation des indices par rapport aux impacts (caractérisation de la sécheresse et zonage de la vulnérabilité)

Pluviométrie Pluviométrie Précipitation Température Quantité d’eau disponible NDVIi, NDVIm, NDVI, NDVImax, NDVImin BT, BTmax, BTmin, Estimation précoce des rendements; Superficies ensemencées; Apport d’engrais azoté de couverture; Suivi de l’état des cultures et phénologie; Prix et quantités d’intrants Prix de la paille

DMN DMN DMN DMN DMN DMN DMN DMN CRTS CRTS CRTS CRTS DPV DPV DPV DPV DPV DPV DPV DPV DPV Partenaires

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Collecte de données Intégration des données de terrain Comparaison et intégration des indicateurs Synthèse des différents zonages faits Collecte de données Préparation de l’information à mettre dans les bulletins Synthèse et préparation de bulletins Diffusion des bulletins

Indices Rendements des céréales Production des céréales PIBA Données des observatoires Roselt Zonages agro-écologique Zonage météorologique Zonage basé sur le télédétection

Chaque partenaire DPV DPV DPV HCEFLCD Unité de coordination CRTS DPV DMN CRTS Unité de coordination Unité de coordination Les partenaires

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III.3- PERIODICITE ET ECHELLE DE PRODUCTION DES INDICATEURS La périodicité et l’échelle de productions des indicateurs sont des facteurs très importants dans le processus de l’alerte précoce. Elles doivent prendre en considération la précision de la prévision de la sécheresse, les types d’indicateurs et des sécheresses et les impacts potentiels de ces dernières. En effet, plus la prévision est faite sur une longue période plus sa précision diminue. Cependant, ce type de prévision a le mérite d’aider à développer des stratégies et à prendre des décisions politiques. C’est pour cela que les outils développés par la DMN pour les prévisions saisonnières méritent d’être testés même à titre expérimental dans ce projet. Pour ce qui est de la périodicité des indicateurs, elle doit prendre en considération l’importance de l’information à cours et à moyen termes pour les différents types de sécheresse; le type d’indice mais aussi les moyens disponibles et le temps nécessaire pour collecter et traiter les données. L’idéale est d’adopter une périodicité courte hebdomadaire ou décadaire. Le problème est que certains indices (déciles et PDSI) sont souvent calculés à l’échelle d’un mois ou plus. De même, les données concernant l’agriculture sont difficiles à collecter et à analyser à une périodicité de 10 ou 7 jours. D’un autre côté, une périodicité d’un mois est trop longue pour le suivi des cultures. C’est pour cela que la DPV utilise actuellement une périodicité de 15 jours. Pour remédier à ce problème, il est suggéré de retenir la périodicité de 1 mois pour tous les indices/indicateurs d’alerte à la sécheresse décrits dans les tableaux précédents, avec un bulletin intermédiaire de suivi des cultures de 15 jours au cours de la campagne agricole. Un 3ème bulletin basé sur les outils de prévision de la DMN et des indices peut être publié 2 fois au cours de l’année en Novembre pour le lancement de la compagne agricole et en Février pour orienter la gestion de l’eau et des cultures au cours de la période où il y a une pression importante sur la ressource. Le bulletin de Février aura aussi comme objectif, la synthèse de la situation de la période Novembre-Janvier précédente. Périodicité de production des indicateurs

- Une périodicité de 1 mois pour tous les indices/indicateurs;

- Un bulletin intermédiaire de 2 semaines depuis Septembre Jusqu’à Juin pour suivre la campagne agricole ;

- Un bulletin saisonnier pour permettre aux décideurs de préparer des orientations

stratégiques globales. Deux saisons sont importantes, la période « Novembre-Décembre-Janvier » pour la mise en place des cultures et Février-Mars-Avril, pour la prévision des rendements des céréales et la gestion des eaux des barrages.

Echelle de production des indicateurs Le zonage proposé par le CRTS (en utilisant des données biophysiques) appuyé par des informations des travaux de caractérisation agro-écologiques réalisés par l’INRA et la DMN peuvent être utilisés comme base de travail par le projet SMAS-Maroc. Au Maroc, les zones bour représentent plus de 85% de la superficie agricole utile (SAU) du pays. Dans ces agro-systèmes, les céréales occupent une place très importante dans les assolements. Et lorsque la production de ces cultures est affectée par la sécheresse, toute l’économie du pays en souffre. En effet, il existe des corrélations très importantes entre le PIB, le PIBA et la production céréalière. Les sécheresses qui sont devenues de plus en plus fréquentes en bour ont également des effets négatifs sur le couvert végétal et aussi sur le sol, la faune et la flore, y compris le bétail. Pour cela, la zone pilote propice pour le test et la

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mise en place du SAPS est la région de Abda, Doukkala, Chaouia, et Sais vu l’importance des céréales, de l’élevage et la fragilité de l’environnement. Le choix de la zone est aussi justifiée par la disponibilité des données climatiques (réseau météorologique assez dense), des cartes agro-écologiques et d’aptitudes des sols. C’est donc un site idéal pour le test et la validation du système d’alerte précoce à la sécheresse. Des observatoires de la sécheresse pourraient être créés, dans le futur, dans ces zones pour un suivi détaillé du phénomène de sécheresse. Pour tenir compte des aspects socio-économiques et du découpage administratifs (champs d’action des équipes locales et régionales), l’échelle de travail est la commune rurale pour avoir des actions intégrées locales de développement socio-économique durable. Pour l’étude des aspects liés à la dégradation de la forêt et des ressources naturelles en relation avec la sécheresse, les observatoires Roselt dans la région de Ouarzazate paraissent intéressants à considérer dans un premier temps comme des sites pilotes à cause de la disponibilité des bases de données biophysiques et socio-économiques. En effet, l’intégration de ces données peut aboutir à des informations et résultats intéressants en relation avec l’alerte précoce à la sécheresse structurelle et son impact. Il serait souhaitable à ce que le travail de collecte de données dans ces sites se poursuive dans le temps pour avoir une vision plus claire dans le futur.

IV- Evaluation des besoins exprimés en matière de formations et d’équipements

IV.1- EQUIPEMENTS A ACQUERIR Vu que les partenaires sont appelés à constituer et à analyser des bases de données importantes et que le budget alloué à l’équipement reste modeste, la priorité est à accorder au matériel informatique (ordinateurs, imprimantes). Ce matériel doit être réservé uniquement aux activités réalisées dans le cadre du projet pour avoir une certaine indépendance et réaliser le travail à temps. Partenaire Equipements à acquérir Prix estimé DMN

1 ordinateur portable + 1 imprimante

25 000 dhs

DPV


25 000 dhs

CRTS


25 000 dhs

HCEFLCD


25 000 dhs

D’autres besoins exprimés par les partenaires peuvent être satisfaits si plus de fonds sont alloués à cette rubrique.

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IV.2- MODULES DE FORMATION 1. Formation sur les indicateurs et outils d’alerte précoce 2. Utilisation de la télédétection et de la modélisation dans l’alerte précoce à la sécheresse 3. Utilisation de la modélisation et du SIG dans la caractérisation agro-écologique et les aptitudes des sols 4. Statistiques appliqués au zonage et à la caractérisation de la sécheresse 5. Principes et utilisation des indicateurs de la vulnérabilité structurelle et conjoncturelle IV.3- QUELQUES THEMES DE RECHERCHE NECESSITANT LA CONTRIBUTION DE TOUS LES PARTENAIRES DU SMAS- MAROC

1) Comparaison et évaluation des principaux indices existants de la sécheresse en vue d’identifier les plus simples à calculer (1 ou 2) et qui donnent des informations assez précises sur l’alerte précoce aux différents types de sécheresse;

2) Test, à l’échelle d’une région ou d’une communauté d’agriculteurs, d’outils de la

prévision saisonnière du climat (circulation générale) en vue d’une utilisation éventuelle dans l’alerte précoce et la préparation des mesures proactives de lutte contre la sécheresse;

3) Développement et validation de modèles mathématiques et d’indices de la

sécheresse basés sur la télédétection à utiliser dans l’alerte précoce à la sécheresse agricole et hydrologique à différentes échelles (parcelle, bassin versant, région, nation);

4) Calcul et validation d’indicateurs issus de la nouvelle génération de satellites

d’observation de la terre (MODIS, MSG) pour le suivi de la sécheresse.

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V- Références bibliographiques

Achard, F. Blasco, F., 1990. Rythmes saisonniers de la végétation en Afrique de l’Ouest par télédétection spatiale, Télédétection et sécheresse, AUPELF-UREF. p. l-14 Aghrab. A. 2003. Caractérisation de la sécheresse et élaboration des indicateurs climatiques pour son alerte précoce dans la région du Sais. Mémoire de fin d’étude. Ecole Nationale d’Agriculture de Meknès, Maroc. Aghrab, A. 2005. Etude de la sécheresse au Maroc: Essai. Editions Le manuscrit, 2005. Barakat, F. et A. Handoufe. 1998. Approche agroclimatique de la sécheresse agricole au Maroc. Sécheresse 9:201-208. Bastiaanssen, W. G. M. 1995. Regionalisation of surface flux densities and moisture indicators in composite terrain: A remote sensing approach under clear skies in Mediterranean climates. PhD thesis. Landbouwuniversiteit Wageningen, The Netherlands. Benzarti, Z., et H. Habaieb. 2001. Etude de la persistance de la sécheresse en Tunisie par utilisation de la chaîne de Markov (1909-1996). Sécheresse 4:215-220. Bergaoui, M., A. Alouini. 2001. Caractérisation de la sécheresse météorologique et hydrologique : cas du bassin versant de Siliana en Tunisie. Sécheresse 4:205-213. Bergès, J.C., B. Lacaze, et M. F. Smiej. 2005. Vers un suivi en temps réel de la sécheresse au Maroc à partir des données Météosat Second Génération (MSG). Actes du colloque international « Aménagement du territoire et risques environnementaux » en hommage au Professeur Hassan Benhalima. Fès 15-16 Avril 2005. Bhuiyan, C. 2004. Various drought indices for monitoring drought condition in Aravalli Terrain of India. In “Geo-Imagery Bridging Continents: XXth ISPRS Congress, 12-23 July, 2004. Istanbl, Turkey (Commission 7). CRTS, 2006. Rapport bibliographique sur les indicateurs de télédétection. CRTS-Rabat, Maroc. DePauw, E. 2000. Drought early warning systems in West Asia and North Africa. In “Improving drought early warning systems in the context of drought prepardness and mitigation. P. 65-85. Editions: Wilhite, D.A. Sivakumar, M.V.K. and Wood, D.A. Lisboa, Portugal, 5-7 Sept. 2000. DMN, 1997. Le point sur la sécheresse au Maroc: 1899-1997. Ouvrage. Ministère des travaux publics, Maroc. DMN, non daté. Rapport de l’avancement du projet El Massifa (AVI-CT93-0010) du 01-07-1996 au 30-12-1997. Driouech, F. 2006. Rapport sur les changements climatiques au Maroc: Observations et projections. Rapport. Direction de météorologie nationale. Secrétariat d’état auprès du Ministère de l’aménagement du territoire, de l’eau et de l’environnement, chargé de l’eau. Maroc.

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Driouech, F., A. Mokssit et S. Al Khatri (1997). Projet El MASSIFA : Nécessités et opportunités. Rapport. Centre national du climat et de recherche météorologiques; Direction de météorologie nationale. Ministère des travaux publics. Drought outlook: Drought http://droughtoutlook.com/drought.html. El Mourid, M. and D.G. Watts. 1989. Rainfall patterns and probabilities in the semi-arid cereal production region of Morocco. p. 59-80. In “The Agrometeorology of Rainfed Barley-based Farming Systems. Editions “Jones, M.J. and D. Rijks. ICARDA-Aleppo, Syria. Erraji A. et al, 2005, Suivi Global de la Végétation et de ses changements à l’échelle nationale, Géo Observateur n° 14, Pp3-12, Novembre 2005. EUMETSAT Scientific Publications, 1999, ISSN 1561-140X, EUM SP01 Jesslyn F. et al, 2002. a prototype drought monitoring system integrating climate and satellite data. Land Satellite Information IV/ISPRS Commission I/FIEOS 2002 Conference Proceedings. Gibbs, W.J. and J.V. Maher. 1967. Rainfall deciles as drought indicators. Bureau of Meteorology. Bulletin No. 48. Commonwealth of Australia, Melbourne, Australia. Hayes, M. 1998. Drought indices http://www.drought.unl.edu.com Jackson, R.D. 1982. canopy temperature and crop water stress. Advances in irrigation volume 1, Hillel ed. Academic press publ. Kogan, F.N. 2000. Contribution of remote sensing to drought early warning. In “Improving drought early warning systems in the context of drought prepardness and mitigation. P. 65-85. Editions: Wilhite, D.A. Sivakumar, M.V.K. and Wood, D.A. Lisboa, Portugal, 86-100, Sept. 2000. Lain, M.M. 2005. Agricultural vulnerability to drought : A comparative study in Morocco and Spain. Thesis. IAMZ-CIHEAM Zaragoza, Spain. Laughlin, G; and A. Clark. 2000. Drought science and drought policy in Australia: A risk management perspective. In “Improving drought early warning systems in the context of drought prepardness and mitigation. P. 65-85. Editions: Wilhite, D.A. Sivakumar, M.V.K. and Wood, D.A. Lisboa, Portugal, 32-44, Sept. 2000. La vulnérabilité structurelle en Afrique de l’Ouest, rôle des indicateurs : le cas deBurkina http://agri-alim.redev.info/DOC/seminaire_ouaga_2004/atelier_ouaga_vulnerabilité_structurelle.pdf Mckee, T.B., N.J. Doesken, J. Kleist. 1993. The relationship of drought frequency and duration times scales. American Meteorological Society. 8th Conference on “Applied climatology. January, 17-22, Anaheim, CA. p. 179-184. Mokssit, A. 1998. La sécheresse dans le climat marocain. In « Atelier sur la prévention de la gestion des situations de sécheresse dans les pays du Maghreb ». Casablanca, Maroc, 24-28, Juin, 1996. MSG System Overview, 2001, EUM TD 07, Issue 1.1, 25 May 2001.

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Myneni R. B. et al., 1999, MODIS Leaf Area Index (LAI) And Fraction Of Photosynthetically Active Radiation Absorbed By Vegetation (FPAR) Product, (MOD 15), Algorithm Theoretical Basis Document, Version 4.0. Palmer, W.C. 1965. Meteorological drought. Research paper No. 45. US Department of Commerce. Weather Bureau, Washington, DC. Peters, A.J., Walter-Shea, E.A., Lei, J., Vina, A., Hayes, M., Svoboda, M.R. (2002). Drought monitoring with NDVI-based standardized vegetation index. photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 68(1):71-75. Regional drought monitoring Centres – The case of Eastern and Southern Africa. http://ndmc.unl.edu/monitor/EWS/ch11_Ambenje.pdf Role of early warning systems in decision making processes. http://www.drought.unl.edu/monitor/EWS/ch2_Bushnan-Smith.pdf Rossi, G. and A. Cancelliere. 2001. At-site and regional drought identification by Redim Model. In “Tools for drought mitigation: Experiences in the Mediterranean region”. Workshop on “Drought mitigation for the Near East and the Mediterranean. ICARDA-Aleppo, Syria. May, 27-31, 2001. Shafer, B.A. and L.E. Dezman. 1982. Development of a Surface Water Supply Index (SWSI) to assess the severity of drought conditions in snowpack runoff areas. In “The Westen Snow Conference”. p. 164-175. Colorado State University. Fort Collins, Colorado, USA. Smiej, M. F., B. Lacaze et K. Belabbes. 2005a. Expérimentation sur l’utilisation des données satellitales de basse résolution pour l’évaluation de l’état hydrique des couverts végétaux. Geo Observateur N° 14:115-138. Novembre 2005, CRTS Maroc. Smiej, M. F., N. Zerrou et A. Giraud. 2005b. Stratification à l’échelle nationale et base de données géophysiques. Geo Observateur N° 14:99-113. Novembre 2005, CRTS Maroc. What is drought ? Understanding and defining drought. http://www.drought.unl.edu/whatis/concept.htm. Wilhelmi, O.V., K.G. Hubbard and D.A. Wilhite. 2002. Spatial representation of agroclimatology in a study of agricultural drought. International Journal of Cimatology 22:1399-1414. Wilhite, D.A. and M.H. Glandz. 1995. Understading the drought phenomenon. The role of definitions. Water International 3:111-120. Wilhie, D.A. 1999. Building institutional capacity to cope with drought. In “Atelier international sur la stratégie d’adaptation à la sécheresse ». Rabat, 1-2 November 1999. Yacoubi, M., M. El Mourid, N. Chbouki et C.O. Stokle, 1998. Typologie de la sécheresse et recherche d’indicateurs d’alerte en climat semi-aride marocain. Sécheresse 9:269-276. Yong wei Sheng, 2005. Drought monitoring by AVHRR, Dept of Environmental science, Policy and Management (University of California at Berkeley.

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AUTRES DOCUMENTS CONSULTES Analyse des acquis des programmes en matière de suivi environnemental pour l’élaboration et la mise en œuvre du projet « DOSE » au Maroc, Février 2006, HCEFLCD/OSS. GEO Observateur N° 14, Novembre 2005. Revue scientifique du Centre Royale de Télédétection Spatiale (CRTS), Maroc. Rapport scientifique de l’Observatoire ROSELT/OSS de l’Oued Mird, Octobre, 2002. Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte contre la Désertification, Maroc. Rapport intermédiaire de surveillance de l’observatoire ROSELT/OSS de l’Oued Mird, Septembre, 2004. Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte contre la Désertification, Maroc. Rapport de la deuxième année de la seconde phase de surveillance de l’observatoire ROSELT/OSS de l’Oued Mird, Mai 2005. Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte contre la Désertification, Maroc.

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Annexe 1- PROJET DE TEST ET DE VALIDATION DU SAPS Le test et la validation du système d’alerte précoce doit passer par trois phases principales à savoir :

1) la vérification de l’information disponible et la collecte et la génération de données manquantes nécessaires pour le calcul, la validation et le développement des indices de la sécheresse;

2) la caractérisation de la sécheresse et la détermination des valeurs seuils pour chaque indice de déclenchement de l’alerte et;

3) l’intégration et l’utilisation des indicateurs dans l’alerte précoce. La durée nécessaire pour accomplir ces 3 phases est d’environ 2 années. Ci-dessous est présenté un projet de test et de validation du SAPS sous forme d’une matrice en utilisant la méthode LogFrame (cadre logique).

Projet de test et de validation du SAPS Objectifs Indicateurs

objectivement vérifiables

Moyens de vérification

Hypothèses

Objectif global Les mesures et moyens de lutte contre la sécheresse sont maîtrisés.

Productions améliorées et ressources économisées

Rapports des ministères

Objectif spécifique SAPS est testé et validé

Un système fonctionnel basé sur un nombre limité d’ indicateurs fiables et simples à calculer à partir de 2008

Rapports du STCIPDR, des Ministères, du SAPS

Moyens et mesures de lutte sont disponibles et activés

Résultats attendus 1) Les différents types de

sécheresse sont caractérisés et les seuils des indices pour le déclenchement de l’alerte précoce sont identifiés;

2) De nouveaux

indices/indicateurs de la sécheresse agricole et forestière sont développés;

3) Les indices/indicateurs des différents types de sécheresse sont intégrés et utilisés dans l’alerte précoce.

Les 4 indices (SPI, décile, PSDI, SWSI, SWI) sont calculés, les seuils d’alerte sont déterminés et les zones de vulnérabilités sont cartographiées au cours de la période 2006-2007. Les seuils des stresses hydriques pour le déclenchement de l’alerte précoce à la sécheresse agricole sont déterminés au cours de la période 2006-2008. Coefficients de corrélation entre indices sont calculés et les indicateurs fiables et simples à calculer sont intégrés pour pouvoir donner des informations sur l’installation des différents types de sécheresse

Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS

Les indicateurs sont calculés et fournis par les partenaires à l’unité de coordination Les indicateurs sont calculés et fournis par les partenaires à l’unité de coordination L’information collectée est synthétisée par l’unité centrale

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Activités 1.1. Collecte, vérification et

génération des données climatiques et hydrologiques des 30 dernières années;

1.2. Calcul des indices

météorologiques et hydrologiques pour les 30 dernières années en vue de caractériser les sécheresses (intensité, fréquence, durée) et de déterminer les seuils de déclenchement de l’alerte;

1.3. Etude de la relation « Valeurs

des indices / Impacts (productions agricoles, Réserves en eau) pour faire un zonage de vulnérabilité et prédire les impacts potentiels des sécheresses;

2.1. Collecte de données agro-

météorologiques nécessaires pour le calcul des indices de stress hydriques;

2.2. Calcul des indices et

détermination des seuils de stress pour déclencher l’alerte précoce;

2.3. Calibration (calage) des outils

de la télédétection pour une éventuelle utilisation à grande échelle dans la détermination des indices de stress hydrique;

3.1. Comparaison et corrélation

entre les indices de sécheresse en vue de choisir les plus fiables et les plus faciles à utiliser dans l’alerte précoce;

3.2. Intégration, test et

spatialisation des indicateurs.

Des bases de données spécifiques fiables sont créées au niveau de chaque partenaire Une base de données sur les indices pour les 30 dernières années est créée Un zonage de la vulnérabilité à la sécheresse Des seuils d’indice et leurs impacts Une base de données agro-météorologiques au niveau des partenaires concernés Indices et seuils de stress pour déclenchement de l’alerte Modèles de détermination des indices de stress hydriques Coefficients de corrélation Indices fiables et faciles à calculer Un canevas de bulletin d’alerte précoce

Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS Rapports du SAPS

Données disponibles Moyens humains qualifiés disponiblesMoyens matériels Disponibles Moyens humains qualifiés disponiblesMoyens matériels Disponibles Données disponibles Moyens humains qualifiés disponiblesMoyens matériels Disponibles Moyens humains qualifiés disponiblesMoyens matériels Disponibles Moyens humains qualifiés disponiblesMoyens matériels Disponibles Moyens humains et matériels disponibles

« mise en place d’un systeme d’alerte … · proposition d’un modèle de saps pour le maroc....

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