Laboratoire de Recherche Valorisation des Eaux Non Conventionnelles

Chef du Laboratoire: Saloua REJEB, Maître de Recherche

Présentation
Le laboratoire a été crée en juillet 2007 sous la dénomination de « Gestion des risques environnementaux en agriculture irriguée» puis reconduit dans le cadre de la restructuration des laboratoires et des unités de recherche sous le nom de «valorisation des eaux non conventionnelles »
Les thèmes étudiés s’inscrivent dans les priorités nationales à savoir: valorisation des eaux marginales (eaux salées et eaux usées), développement de l’agriculture irriguée efficiente, stratégie d’économie d’eau et ce dans le contexte climatique actuel et en tenant compte des changements climatiques prévus. Ces thématiques sont étudiées par une équipe pluridisciplinaire à travers une recherche horizontale axées sur le système: Eau, Sol, Plante, Atmosphère.
Domaine scientifique
Ressources en Eau & Environnement
Mots clés
Eaux usées, Boues d’épuration, Eaux salées, Sciences du sol et de l’eau- Microbiologie –  Physiologie végétale- Agronomie- Bioclimatologie – Irrigation

Mission
A travers une recherche horizontale, toute l’activité du laboratoire VENC est orientée pour développer de nouvelles méthodes qui permettent d’atteindre une production efficiente du point de vue quantitatif et qualitatif en préservant l’environnement.
Objectifs
Les principaux objectifs du laboratoire VENC peuvent se résumer comme suit:
– Minimiser les risques environnementaux liés à l’irrigation par les eaux salées et usées ou à la valorisation des boues
– Garantir la production et la qualité sanitaire des produits récoltés.
– Prévenir et minimiser la dégradation des ressources
– Préserver la durabilité des systèmes de production quelque soit la spécificité des régions agroclimatiques

Programme de Recherche
La recherche développement constitue un volet important dans les activités du laboratoire qui sont réparties selon 2 programmes principaux.
Programme 1-Valorisation agricole des eaux usées traitées et des boues dans le contexte agro climatique de la Tunisie
Projet 1 :
Projet 2 :

Programme 2 –Valorisation agricole des eaux salées – Evaluation et Gestion des risques climatiques
Projet 1 :
Projet 2 :

Thématiques de recherche
Les activités du laboratoire sont reliées à la valorisation agricole des eaux usées traitées et des eaux salées, les besoins en eau des cultures et le changement climatique. Les principaux thèmes étudiés sont réparties comme suit:
– Caractérisation des eaux usées et des boues tunisiennes
– Evaluation des potentialités fertilisantesdes eaux usées traitées et des boues
– Devenir des métaux lourds apportés par les EUT ou les boues d’épuration dans le système sol-plante-eau
– Gestion des risques de toxicité pour les cultures irriguées avec les eaux usées traitées ou amendées avec des boues d’épuration
– Evaluation des risques de contamination bactérienne et parasitaire des sols et des cultures irrigués par les eaux usées traitées ou amendés avec les boues
– Etude du comportement et du devenir des polluants microbiens introduits dans l’environnement agricole par les eaux usées et les boues résiduaires
– identification des techniques simples pour l’amélioration de leur qualité et étude des effets de leur utilisation en irrigation sur le système sol – nappe – plante
– Proposer de nouvelles alternatives pour la valorisation des EUT et des boues

• Phytoremediation des sols pollués par des plantes hyperaccumulatrices

– Amélioration de la valorisation des eaux salées par une recherche adaptative et participative régionale
– Recherche des modalités d’adaptation au stress salin et identification d’indicateurs de sélection

• Gestion des risques de dégradation des sols

– Atténuation de l’effet de la salinité par une approche bio-hydraulique
– Gestion de l’irrigation et évaluation des besoins en eau
– Caractérisation et modélisation du mouvement de l’eau et du transfert réactif des sels dans le système sol-nappe
– Evaluation et Gestion des Risques Climatiques
– Modélisation des transferts d’eau et d’énergie dans le continuum sol-plante-atmosphère
– Etude des sols agricoles autour des anciennes mines

Partenariat
Les activités du laboratoire se font dans le cadre de programmes  nationaux et  internationaux de recherche, par la formation et par l’encadrement. Elles se font en collaboration avec des:

• Partenaires nationaux de recherche : INAT, INRAT, F. Sc de Tunis, INRST, ESIER,  l’ISSBAT, l’ISSTE-Borj Cédria, ESAC, ESAM, ENIT, IO, CRRCO, CRRAB, CRRA Sidi Bouzid …
• Partenaires nationaux de développement : DGACTA, DGGRE, DGER, DGPA, AVFA, CRDAs, ONAS, UTAP, CITET…
• Partenaires internationaux : ACSAD. ICBA, IRD, GIZ, CRA-Gembloux, Université de Liège, ONGs, Ecole des mines de Saint Etienne, Université de Vigo – Espagne, Université de Porto – Portugal, Université de Santiago-Chili

Trois sous programmes ont été conduits.

1. Valorisation agricole des Eaux Salées :

Objectif : Compréhension de la dynamique de flux de l’eau et des minerais dans le sol afin de proposer des solutions pour optimiser la gestion de l’eau saline dans le contexte actuel et celui du réchauffement climatique.

Résultats acquis :

. Caractérisation des risques de salinisation : Le risque de salinisation est basé sur l’analyse des caractéristiques climatiques et l’analyse des volumes et qualité des eaux du barrage. Les risques comprennent les risques liés à la gestion des eaux d’irrigation et ceux liés aux sols.

. Prédiction des risques de salinisation : Deux modèles ont été retenus : le modèle Comsol pour simuler les effets du changement climatique et de la salinisation des eaux et le modèle Hydrus 1D pour évaluer l’effet de la discontinuité des matériaux sur l’écoulement de l’eau et des sels. La différence réside dans les scénarios simulés.

– Application de la géophysique pour la caractérisation spatiale de la salinité des sols :Des mesures par les conductivimètres électromagnétiques EM38 et EM31 ont été effectuées. Pour étudier les formes et les caractéristiques géométriques des hétérogénéités, révélées par les anomalies de la résistivité/conductivité électrique, des tomographies de résistivité électrique en 2D ont été réalisées. Les résultats ont permis de comprendre le mécanisme de fonctionnement hydrostructural des sols, de suivre l’évolution de la zone humide et la trajectoire de l’eau d’irrigation.

Action 2. Modélisation de la nappe phréatique salée dans le périmètre Cebala Borj-Touil et évaluation des risques de salinisation sous l’effet du changement climatique

Objectif : Application de la modélisation numérique dans la caractérisation hydrodynamique de la nappe et la simulation des futures évolutions de la salinité du sol et de la nappe. 

Résultats acquis : Le périmètre irrigué et drainé Cebala- Borj Touil a été retenu pour la compréhension du fonctionnement de la nappe et l’étude de l’évolution du processus de salinisation. Les modèles FEFLOW et SaltMod ont été appliqué en se basant sur la base de données construites à partir de différentes ressources consultées. La première étape a porté sur la modélisation de l’écoulement dans la nappe en quasi-3D. Tout en considérant la présence du système de drainage, les résultats des simulations ont montré une défaillance du système de drainage ainsi qu’une inondation de la plaine. La simulation des scénarios d’aménagements a montré la possibilité de la résolution du problème de stagnation des eaux dans le périmètre. Sur la base du modèle d’écoulement, un modèle de transport de sels a été élaboré. Ce modèle a mis en évidence une salinisation de la nappe qui s’amplifie en fonction du changement climatique. Pour la simulation de la salinisation des sols, un modèle plus simpliste et moins dépendant en données a été sélectionné : le modèle SaltMod. La variabilité spatiale et temporelle de la salinité présente un obstacle pour la simulation des différents processus intervenant dans la salinisation du sol. Le modèle à réservoir SaltMod a été appliqué sur un secteur pour identifier l’état actuel de salinisation et prévoir l’évolution sous l’effet du changement climatique. Les résultats prouvent l’existence d’une salinisation du sol qui sera de plus en plus critique face aux conditions climatiques prévues. L’approche de modélisation utilisée a montré son efficacité, non seulement à améliorer la connaissance et la compréhension des différents problèmes précédemment observés dans le périmètre irrigué Cebala mais aussi à la prévision de son évolution sous différents contextes.

Action 3. Gestion intelligente en temps réel de l’irrigation à l’eau saline à différents niveaux d’utilisateurs

Objectif : Améliorer l’efficience de l’utilisation de l’eau saline en développant un système Web – GIS de gestion de l’irrigation en temps réel en optimisant l’utilisation de l’eau et sa productivité.

Résultats acquis : Le projet Smarties a été implémenté au niveau de la région de Medjez el Bab. Une enquête dans le périmètre irrigué de Medjez el Bab a permis de caractériser la filière tomate. Les effets de différentes qualités d’eau sur la consommation hydrique, la salinité du sol et la croissance d’une culture de tomates dans la région de Medjez El Bab ont été réalisées. Les résultats indiquent que l’utilisation d’eau salée entraîne un risque de salinisation des sols, une moindre vigueur de la plante et une fructification faible. La consommation d’eau et du bilan salin d’une tomate de saison en plein champ a été déterminée ainsi que la quantification de la consommation réelle d’eau de la tomate et la prévision des besoins futurs en eau en adoptant les projections appropriées du changement climatique. Le suivi intelligent (smart) des teneurs en eau et en sels du sol et de la turgescence des plantes a été réalisé dans une parcelle irriguée du périmètre de Medjez El Bab.

Action 4. Evaluation des effets de peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) et de sodium nitroprussiate (SNP) dans l’atténuation de la salinité des eaux d’irrigation

Contexte et enjeux: Le processus de prétraitement consiste à l’exposition des graines à un facteur déclencheur d’un stress abiotique afin d’induire « une mémoire» de ce stress pour préparer la plante à une réponse meilleure et plus rapide lors d’une exposition ultérieure à un stress similaire. Ce prétraitement peut s’effectuer à l’échelle de la graine avant ou après semence.

Résultats: Afin de tester l’efficacité de l’utilisation de peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) (5, 20, 40 et 80 mM) et  de  nitroprussiate de sodium (SNP ; 0,2 mM) comme prétraitements et identifier les concentrations adéquates pour une meilleure germination « sans atteinte » du génome cellulaire, des travaux ont été menés à l’échelle du laboratoire en utilisant un biotest de génotoxicité (Vicia-MCN). Les prétraitements appliqués semblent ne pas être suffisamment efficaces pour atténuer les effets néfastes de la salinité (~ 6 dS/m) si on se base sur les paramètres visibles tels que les paramètres morphologiques. Cependant, à une échelle microscopique, H₂O₂ (5 mM), semble aider les cellules à corriger les anomalies survenues à travers une diminution du nombre de micronoyaux et des aberrations chromosomiques formés.

Innovation : Le recours à un traitement pré-germinatif semble aider les semences à s’adapter à une contrainte saline et constitue une solution pratique moins coûteuse conditionnée par un choix adéquat des concentrations appliquées.

Impact attendu: Quoique que les effets ne soient pas visibles à l’échelle de la plantule vue la courte durée de suivi (48 h),  l’acclimatation aux conditions salines s’opère à travers un retour à une division cellulaire normale et ceci en présence spécialement de H₂O₂ (5 mM). Une prolongation de la durée d’exposition pourrait s’avérer  avec plus de bénéfices.

Valorisation

– Encadrement- Mastère. KHEMIRI N. 2023. Évaluation des effets de peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) et de sodium nitroprussiate (SNP) dans l’atténuation de la salinité des eaux d’irrigation. Mastère Professionnel en « Pollution et Management Environnemental ». Faculté des Sciences de Bizerte. 53p.

Encadrement- PFE-Ingénieur. BOUHOULI D. 2023. Utilisation de Peroxyde d’Hydrogène (H₂O₂), comme prétraitement, pour l’atténuation des effets de la salinité : Évaluation génotoxique. Diplôme National d’Ingénieur en « Génie Biologique ». Université Centrale Privée de Tunis. Ecole Polytechnique. 57p.

Signes de génotoxicité (micronoyaux et aberrations chromosomiques) observés dans des cellules de V. faba recevant des eaux salées.

Action 5 : Evaluation du comportement morpho-physiologique vis à des stress abiotiques de nouveaux porte-greffes d’agrumes dans différents sites écologiques de la Tunisie

Contexte et enjeux : En Tunisie le secteur agrumicole est confronté à une insuffisance d’eau en périodes de pointes ainsi qu’à une dégradation de sa qualité par intrusion marine et sur-pompage des nappes souterraines. Ajouté à cela, la menace de l’expansion du virus de la Tristeza dans les vergers agrumicoles tunisiens venant de la sensibilité du bigaradier en combinaisons avec les greffons. La recherche de nouvelles combinaisons d’agrumes cumulant tolérance à la Tristeza et à la salinité pourrait être un moyen efficace pour pallier simultanément à ces contraintes.

Résultats : Évaluation en plein champ du comportement physiologique des nouvelles combinaisons d’agrumes en fonction de leur tolérance au sel. Elle a permis une classification des nouvelles combinaisons au sel en plein champ et la proposition de critères de tolérance aux stress abiotiques.

Innovation : Proposition de nouvelles combinaisons d’agrumes tolérantes à la fois aux stress abiotiques et au virus de la tristeza des agrumes.

Impact attendu : Optimiser le choix des nouvelles combinaisons d’agrumes en tenant compte des conditions édapho-climatiques et de la salinité de l’eau d’irrigation et du sol. Ce qui permettra une augmentation des rendements des vergers et une sauvegarde des vergers menacés par les pénuries d’eau et la salinité

 Valorisation:

– Communication orale dans le cadre du projet PEER intitulée «Water Crisis in Tunisian Citrus Orchards». Séminaire international sous le thème: Current Trends of the Citrus Industry in Tunisia. 16 March 2023, Center for Viticulture and Small Fruit Research, FAMU, Tallahassee, Florida, USA, – Communication orale dans le cadre du projet PEER intitulée «Etude du comportement physiologique des nouveaux-porte-greffes d’agrumes sous ».

– Atelier de travail intitulé: «Adoption des porte-greffes alternatifs au Bigaradier en Tunisie: une solution durable au cœur de la stratégie nationale pour lutter contre le virus de la tristeza sur agrumes » qui a été tenu le 25 Janvier 2023 à la salle Maamouri, INRAT, Tunis.

2. Valorisation agricole des Eaux Usées Traitées et Boues résiduaires

Action 1. Epuration écologique et valorisation des eaux usées traitées

Objectifs : Evaluer le pouvoir épuratoire des plantes agissant comme extracteurs de macro et de microéléments dans les effluents et étudier l’impact de la valorisation agricole des effluents traités.

Résultats acquis : L’utilisation des plantes comme biocoagulants éliminant certains polluants présents dans les effluents constitue une nouvelle approche intégrant l’écologie et l’économie. Les espèces végétales testées sont Moringa oleifera (MO) et Opuntia ficus-indica (OFI). Les graines de différentes populations de la première et les cladodes de différentes populations de la deuxième ont été utilisés comme coagulants pour la purification de différentes qualités d’eaux contaminées, à savoir l’eau de puits, l’eau usée urbaine brute et traitée et l’eau industrielle brute et traitée. Au terme de ces études, il s’est avéré que :

• Le coagulant OFI a permis de décontaminer les différentes qualités d’eaux testées, mais même après le traitement, ces eaux se sont avérées non conformes aux normes NT 106.03 relatives à l’utilisation des eaux usées traitées à des fins agricoles, à l’exception des eaux usées urbaines traitées.
• Le coagulant MO a permis de décontaminer toutes les qualités d’eaux testées qui sont devenues conformes aux normes NT 106.03 pour tous les paramètres considérés, excepté les eaux usées industrielles brutes (qui restent non conformes aux NT 106.03), mais ce traitement les a rendus conformes aux limites de rejet dans le réseau public d’assainissement (2018).
• Le coagulant MO s’avère plus efficace dans le traitement des eaux contaminées.
• La concentration élevée d’azote dans les eaux traitées par MO et OFI suggère qu’il serait intéressant de les réutiliser pour l’irrigation, les agriculteurs peuvent ainsi éviter d’utiliser des engrais chimiques azotés.

Action 3. Evaluation de la qualité microbiologique des eaux usées brutes et traitées

Contexte et enjeux:

La valorisation des EUT, bien que placée comme axe essentiel et stratégique dans la mobilisation des eaux non conventionnelles et malgré la création continue des stations d’épuration (STEPs) et l’augmentation du volume d’EUT, a vu sa progression considérablement ralentie. Le taux de réutilisation reste très faible à cause principalement de la qualité variable dans le temps et l’espace, les infrastructures de stockage et de transport des EUT en aval des STEPs ne permettent pas une distribution optimale des EUT jusqu’à l’usage. D’autre part, plusieurs zones agricoles risquent d’être abandonnées en raison du manque d’eau, comme cela pourrait être le cas de la région d’Oued Souhil, située dans le gouvernorat de Nabeul au nord-est de la Tunisie, et où les eaux usées représentent une ressource en eau importante disponible pour sauvegarder l’agriculture après un épuisement important de l’aquifère. D’autre part, la fiabilité et la disponibilité des EUT même en période de sécheresse plaident en faveur de leur valorisation agricole. Ce qui peut jouer un rôle important à l’adaptation aux changements climatiques. Cependant, si elles ne sont pas traitées de manière adéquate, les EUT représentent une source de risques microbiologiques et par conséquent, un risque pour la santé publique et les animaux. Il paraît donc important de pouvoir évaluer le risque sanitaire inhérent de ces microorganismes pathogènes et leur transfert dans le système eau – sol – nappe – plante.

Résultats : Les résultats obtenus ont montré un niveau élevé de contamination bactérienne dans les deux types d’eaux. Les charges moyennes de CF dans les EUB se situaient entre 2,1 10⁴ et 8,13 10⁵ NPP/100 mL. Les concentrations moyennes à la sortie des stations d’épuration ont varié de 3,05 10² à 5,97 10⁴ NPP/100 ml, tandis que les concentrations moyennes des SF contenus dans les EUB variaient de 1,17 10⁴ à 1,4 10⁶ NPP/ 100 mL. Les taux d’abattement obtenus toutes stations d’épuration confondues, ont varié de 0,7 à 2,1 U Log pour les CF et de 0,5 à 2,5 U Log pour les SF. Concernant la caractérisation parasitaire, les résultats ont montré que l’efficacité globale d’élimination des œufs d’helminthes variait de 48,5 à 100% et de 43 à 85% pour les kystes de protozoaires. Ces réductions n’étaient pas suffisantes pour une réutilisation sans danger pour les stations d’épuration contrôlées. La charge microbienne des EUB n’a pas été affectée par la variabilité géographique des différentes régions. Les systèmes de traitement secondaires ont montré des résultats comparables quant à l’élimination des éléments microbiens suscités. Toutefois, l’abattement microbiologique n’est pas total. L’ensemble des résultats montre que la contamination microbiologique des EUT est prépondérante et que l’importance de la charge microbienne des EUT est due au vieillissement des infrastructures de la plupart des stations d’épuration et au fonctionnement en surcharge organique et/ou hydraulique, ce qui est de leur incompatibilité avec un usage agricole large et dépourvu de risques. Il ressort qu’il faut rester vigilant quant à la réutilisation agricole des EUT, renforcer davantage le contrôle pour les STEPs les plus contaminées. Une révision de la norme NT 106.03 est recommandée. Il est de même recommandé de procéder aux corrections nécessaires en cas de non-conformité des EUT à la réglementation, revoir les procédés de traitement des eaux usées et veiller à leur adéquation par rapport aux caractéristiques microbiologiques et physico-chimiques initiales des effluents.

Action 4. Etude des impacts de l’irrigation par les EUT sur le sol et la nappe phréatique dans l’unité d’expérimentation agricole Oued Souhil-Région de Nabeul

Résultats: Pour la caractérisation microbiologique, les résultats obtenus indiquent l’existence d’une contamination fécale pour les EUT à la sortie des deux stations d’épuration SE3 et SE4 de Nabeul et les bassins gérés par le CRDA de Nabeul. Des abattements satisfaisants de la charge microbienne ont été obtenus pour les deux bassins de décantation et de maturation installés à l’UEA Oued Souhil après un temps de rétention de l’ordre de 10 j sous les conditions climatiques de la région. Après le passage par le système de filtration (filtres à gravier et filtres à disque), l’évaluation de la qualité des eaux d’irrigation à la parcelle est satisfaisante avec des concentrations en CF aux dessous de la limite recommandée par l’OMS pour une irrigation non restrictive des cultures stipulant une concentration limite en CF≤10³/100 mL. Ces teneurs diminuent de l’amont (sortie des stations d’épuration) aux eaux d’irrigation à la parcelle. Quant aux eaux de nappe (puits) servant de témoin, elles véhiculent une charge bactérienne très faible significativement différente de celle des EUT. Les EUT d’irrigation étaient conformes à la norme de réutilisation pour le pH et la CE. De grandes fluctuations de la DCO ont été enregistrées pour l’ensemble des sites d’échantillonnage. Les mêmes analyses ont été effectuées sur les eaux de puits et les résultats ont révélé une conformité à la norme pour les principaux paramètres de qualité testés (pH, DCO, DBO5 et MES). L’examen des résultats met en évidence une augmentation de la CE des eaux de la nappe par rapport à celle des EUT. Pour les aspects parasitaires, les résultats obtenus ont marqué l’absence de parasites pathogènes. Etant donnée l’absence de ces nématode, l’irrigation par les EUT peut ne pas poser de problèmes sanitaires. L’effet des irrigations aux EUT sur les caractéristiques microbiologiques du sol a été étudiée dans la parcelle d’un jeune verger d’agrumes du site de l’INRGREF à Nabeul. Des prélèvements ont concerné quatre blocs : 1 et 3 sont irrigués par les EUT; 2 et 4 sont irrigués par les EN comme témoin. Trois horizons sont prélevés (0-20, 20-40 et 40-60 cm) afin de déterminer l’évolution des concentrations des indicateurs bactériens et parasitaires suscités et d’évaluer leur persistance dans le sol et à sa surface. Les résultats ont révélé des concentrations faibles pour l’ensemble des éléments microbiens testés pour les trois horizons. Durant deux campagnes d’irrigation, les résultats ont montré que l’irrigation d’un sol sableux avec des EUT distribuées par un système goutte à goutte entraîne une augmentation de la charge bactérienne pour les trois horizons. Pour l’aspect parasitaire, des œufs de d’helminthes ont été détectés dans les prélèvements effectués aux trois horizons à des concentrations moyennes n’excédant pas 1 Œuf de parasites/100 g de sol.

Action 5. Etude des impacts de l’irrigation par des EUT sur la qualité sanitaire des produits agricoles cultivés sur la parcelle irriguée de Nabeul

– Produits cultivés sur la station expérimentale de l’INRGREF

Résultats : Un contrôle de la qualité sanitaire des produits agricoles (fruits du jeune verger d’agrumes) récoltés sur une parcelle irriguée aux EUT a été entrepris pour évaluer les effets des irrigations aux EUT sur le niveau de contamination microbiologique. Dans ce cadre, des échantillons composites ont été prélevés au stade de la récolte et analysés. Le même échantillonnage a été réalisé sur une deuxième partie des agrumes qui reçoit des irrigations aux eaux de nappe (eaux de puits) servant de témoin. Selon les premiers résultats obtenus, les fruits d’agrumes produits sur la première parcelle d’essai présentent une qualité bactériologique et parasitaire satisfaisante. Le niveau de contamination était le même pour les fruits de la parcelle irriguée aux EUT avec celle du témoin (eaux de nappe). Afin de pouvoir tirer des conclusions adéquates, le suivi doit être poursuivi pour d’autres campagnes de mesure. Pour les arbres fruitiers, le risque de contamination des fruits dépend étroitement de la distance de collecte par rapport au sol et du système d’irrigation.

– Produits cultivés sur des périmètres irrigués privés par des EUT

Principaux résultats: Pour évaluer la qualité des produits cultivés par des agriculteurs de la région du Cap Bon et l’impact sur la santé des consommateurs, une étude a été réalisée sur des fruits d’agrumes (clémentine, maltaise, mandarine, orange douce, Thomson) cultivés à Nabeul par des agriculteurs du périmètre irrigué par les EUT. Les résultats ont montré que la contamination avec les indicateurs bactériens (CF et E. coli) des fruits est insignifiante. Les résultats des analyses parasitaires rapportent que toutes les cultures étudiées ne sont pas contaminées par les œufs d’helminthes. Certains échantillons ont révélé une contamination par des œufs de Taeniidés dans les eaux de lavage des fruits d’orange.

Impact attendu

– Cartographie l’état de contamination microbiologique des eaux usées traitées destinées à la réutilisation agricole dans différentes régions de la Tunisie.

– Amélioration de la qualité des eaux usées traitées pour une réutilisation saine et non restrictive.

– Meilleure traçabilité spatio-temporelle de la contamination de l’environnement agricole due au transport des eaux entre la station d’épuration et le périmètre irrigué.

.- Augmentation du volume de la réutilisation des EUT en Tunisie, toujours dans une vision transversale et holistique.

– Contribution à la préservation de la santé humaine des agriculteurs et des consommateurs.

– Approches d’atténuation des risques de contamination des produits agricoles (agrumes) pour garantir la sécurité alimentaire.

Valorisation

Communications affichées

– Sabbahi S., Rouissi A., Askri H., Ben Ayed L., Marzougui N. 2023. Microbiological and physico-chemical quality of treated wastewater reused for agricultural irrigation in experimental unit of INRGREF, Oued Souhil, Nabeul. 20^ème Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF. Gestion durable des écosystèmes pour la transition agroécologique et la sécurité alimentaire. 10-11 Octobre 2023, Cité des Sciences de Tunis, Tunisie.

– Askri H., Haffani S., Sabbahi S., Ben Touila K., Najar A. 2023. Effect of saline treated wastewater irrigation on leaf and fruit accumulation of salts and heavy metals in novel citrus trees combinations cultivated in semi-arid environment of the Cap Bon Peninsula. 20^ème Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF. Gestion durable des écosystèmes pour la transition agroécologique et la sécurité alimentaire. 10-11 Octobre 2023, Cité des Sciences de Tunis, Tunisie.

– Abidi F., Marzougui N., Sabbahi S., Hamdi M. 2023. Efficiency of Moringa oleifera as bio-coagulant for raw urban wastewater treatment. 20^ème Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF. Gestion durable des écosystèmes pour la transition agroécologique et la sécurité alimentaire. 10-11 Octobre 2023, Cité des Sciences de Tunis, Tunisie.

Communication orale

– Sabbahi S. 2023. Qualité physico-chimique et microbiologique des eaux usées traitées: Caractérisation; conditions et limites d’utilisation en agriculture. Atelier valorisation des résultats de la recherche. “Utilisation des Eaux Usées Traitées en Agriculture: Possibilités et Limites”. Journée organisée par le Pôle National Recherche Développement Agricole du Nord-Est. 05 Décembre 2023, INAT, Tunis, Tunisie.

Action 6. Effet de l’irrigation souterraine par les EUT sur les paramètres de croissance et de rendement en fruits du Gombo (Abelmoscus Esculentus)

Objectifs : Effet de la qualité d’eau d’irrigation et du système d’irrigation sur les paramètres de croissance, de rendement en fruit du gombo.

Résultats acquis : La croissance et le rendement en fruit du gombo été significativement meilleur en irrigation par les EUT, notamment en irrigation souterraine. Les profondeurs d’enfouissement des rampes à 5 et 15 cm ont données les meilleurs rendements en irrigation avec les eaux de sondage. Aucun effet significatif de l’emplacement des goutteurs (0, 5, 15 et 25 cm) sur le rendement du gombo n’a été constaté en irrigation avec les EUT. L’analyse de la cinétique de production montre qu’on peut répartir la courbe en deux phases, une phase initiale (trois semaines) où on note un léger retard de production avec les traitements EUT par rapport aux autres traitements eau de sondage, et une deuxième phase à partir de 4^ème semaine, où on note une décroissance de la production avec les traitements ES comparée aux EUT. Le suivi de la croissance en longueur pendant les saisons 2017 et 2018 a montré l’absence d’effet de la qualité de l’eau et de la technique d’irrigation sur la croissance. A partir du 61^ème jour après semi, une amélioration significative de la croissance en longueur a été notée en irrigation avec les EUT et ce indépendamment de la profondeur des lignes des goutteurs. Cette amélioration de la croissance en longueur a été souvent expliquée par la richesse en éléments fertilisantes de ces eaux comparée aux eaux d’irrigation conventionnelles. Les moyennes des hauteurs étaient entre 182 cm (ES) et 235 cm (EUT) en 2017 et entre 154 cm (ES) et 198 cm (EUT) en 2018. Les hauteurs de plantes les plus élevées de 257 cm et 214 cm, en 2017 et 2018 respectivement ont été observées avec les EUT sous l’irrigation localisée souterraine à 25 cm de profondeur. Indépendamment des types d’eau, les profondeurs des lignes de goutteurs (0, 5, 15 et 25 cm) n’ont pas eu un effet significatif sur la hauteur des plantes en comparant avec ES. Le nombre de feuille compté en fin de culture montre une augmentation significative en irrigation avec les EUT avec absence de l’effet de la profondeur des goutteurs. Également, nous avons noté l’absence d’effet des EUT et de la profondeur des goutteurs sur le diamètre au collet du gombo. Par ailleurs, une augmentation de la surface foliaire (SF) en irrigation avec les EUT a été notée surtout au début de croissance et vers la fin du cycle. Cette différence dans la surface foliaire s’estompe et on note l’absence de différence de la SF entre les différents traitements.

Action 7. Effets des différentes concentrations en EUT urbaines sur la germination du Gombo, le radis, le Maïs, la blette et la lentille

Objectifs : Effet des EUT sur la germination des différentes plantes étudiées et proposition de dilution d’EUT pour une germination optimale.

Résultats acquis: Les résultats montrent que les différentes plantes ne répondent pas aux différentes concentrations en EUT de la même façon. Le suivi de la germination en fonction de la pression osmotique des différentes concentrations laisse distinguer trois classes de culture :

C-1 : Présente la classe des cultures les plus résistantes aux concentrations élevées des EUT qui sont le radis et la lentille

C-2 : Présente la classe des cultures à moyenne résistance aux concentrations élevées des EUT qui sont le maïs et le gombo

C-3 : Présente la classe des cultures à faible résistance aux concentrations élevées des EUT qui est la culture de blette.

Un effet dépressif de l’EUT a été remarqué sur la germination de la blette avec le traitement à forte concentration en EUT (100%) qui n’a donné que 10% de graines germées comparée à l’eau distillée qui a permis un taux de 80%. Il semble que la concentration en EUT n’a pas affectée la germination du radis même pour le traitement 100% EUT qui a atteint les 100% de graines germées au bout de 48 h. Cette réduction de la germination à forte concentration en EUT a été attribuée à la forte concentration en sel inorganique et par conséquent à la CE élevée de l’eau qui aurait engendré une pression osmotique élevée, et par conséquent une inhibition de la germination. L’indice de germination diminue avec la concentration en EUT, après 120 h. Cet indice décroit de 0.8 à 0.22 pour les graines de blette. La longueur et le poids des pédoncules et des radicules du radis montrent que la longueur et le poids des pédoncules et des radicules a été augmenté avec l’augmentation de la concentration des EUT pour atteindre un maximum dans le traitement 50% EUT. Il est probable que les éléments fertilisants ramenés par les EUT ont contribués à l’amélioration de la longueur des pédoncules et des radicules observées dans les traitements eaux usées traitées. L’indice de vigueur calculé pour le radis augmente avec la concentration en EUT et avec la longueur des pédoncules et des radicules. Pour la dilution 50 %, on remarque que même si le taux de germination est le plus faible, l’indice de vigueur est élevé. Il nous a apparu que les EUT peuvent représenter un facteur limitant de la germination, notamment lorsqu’elles sont apportées sans dilution, comme dans le cas de la blette et avec une moindre ampleur pour le Maïs et le Gombo. Cependant, aucun effet des EUT n’a été constaté sur la germination de la Lentille et du Radis contrairement à la germination du Radis qui n’a pas été réduite par les différentes dilutions malgré l’augmentation de la pression osmotique de l’EUT avec l’augmentation de la CE, nous notons pour la Blette un effet significative de la pression osmotique des différentes dilutions de l’EUT sur la germination qui a chuté de 80% en absence d’EUT à moins de 10% avec 100% EUT.  La non uniformité de réponse des graines aux différentes dilutions des EUT, laisse penser à élargir ce travail à d’autres graines.

Action 8. Effet de la texture du sol et de la qualité d’eau (EUT vs Eau distillée) sur la croissance, la nutrition minérale et la qualité sanitaire de la Blette et du Radis

Objectif :  Effet de l’irrigation par les EUT sur la croissance, la nutrition minérale et le risque sanitaire chez le Radis et la blette et effet de la texture du sol.

Résultats acquis: Les résultats confirment l’effet dépressif des EUT à réduire le taux de germination pour la blette comparée au radis. En irrigation avec l’EUT et avec le sol sableux, la germination a été de 80%. La comparaison entre les deux types de sol montre que la germination a été significativement plus élevée avec le sol sableux et ce pour les deux qualités d’eau. La meilleure germination observée sur sol sableux, semble liée à la qualité filtrante du sol sableux qui évite aux graines de rester tromper dans l’eau. Il est important de souligner l’effet fertilisant des EUT à améliorer la croissance et les rendements des cultures aussi bien pour le radis que pour la blette. La production en matière fraiche totale et aérienne pour la blette et le radis est plus importante en irrigation avec les EUT, alors que le poids frais des racines a été le même pour les deux qualités d’eau d’irrigation. Un effet type de sol a été remarqué. Le poids des racines en sol argileux est significativement plus élevé que dans le sol sableux. On peut dire le sol argileux a compensé les apports par l’EUT. On a noté que la surface foliaire par plante est plus importante en irrigation avec les EUT comparé à l’eau distillée et ce indépendamment du type du sol. Cette augmentation est liée aux nombres de feuille qui a été significativement plus élevé en EUT. Alors que pour la surface foliaire unitaire, on remarque l’absence de l’effet de l’irrigation par les EUT en présence du sol sableux néanmoins, une augmentation de la surface foliaire unitaire a été constatée avec le sol argileux.  Il semble que l’augmentation de la surface foliaire totale avec les EUT n’est pas une conséquence de l’augmentation du nombre de feuille par plante mais plutôt de l’augmentation de la surface foliaire par feuille. Avec le sol sablo-argileux, l’augmentation de la surface foliaire par plante résulte aussi bien de l’augmentation significative du nombre de feuille et de la surface foliaire par feuille en irrigation avec les EUT. Les teneurs de la chlorophylle a et b ont été significativement plus élevées en irrigation avec les EUT ce qui c’est traduit par une meilleure production en irrigation avec les EUT. Les teneurs en Na et K dans le radis et la blette et avec les deux types de sol été également plus élevée en irrigation avec les EUT, probablement en raison de leurs teneurs dans l’eau d’irrigation.  L’irrigation avec les EUT a significativement augmenté le nombre de feuille/plante et la surface foliaire notamment sur sol sablo-argileux et par conséquent une meilleure productivité. De point de vue sanitaire, il parait que l’irrigation avec les EUT n’a pas eu d’effet sur le nombre de coliforme fécaux ainsi que sur la contamination par les Salmonelles et les Escherichia coli.

Action 9. Analyse de la performance de différents procédés de traitement des eaux grises et de l’effet de leur utilisation sur les sols et les plantes

Objectif : Explorer les possibilités de valorisation agricole des eaux grises par différents procédés de traitement et de valorisation.

Résultats acquis : Les performances épuratoires d’un traitement des eaux grises et l’effet de l’irrigation avec ces eaux sur les sols et des oliviers d’un ménage de la région de Soukra ont été réalisées. La caractérisation des eaux grises brutes (EGB) et des eaux grises traitées (EGT) a permis de mettre en évidence la performance du traitement. Les valeurs des différents paramètres chimiques et biologiques sont largement en-dessous des valeurs seuils de la norme de valorisation des EUT à des fins agricoles. Les sols irrigués avec ces EGT n’ont pas été affectés alors que l’accroissement des oliviers et la production en olives ont significativement augmenté. Pour adapter le traitement et la valorisation à la qualité des EG, un dispositif de traitement cyclique des EG a été conçu. Dans une première étape, l’essai n’a pas comporté de plantes et dans une seconde étape, une plante, en l’occurrence le quinoa, a été retenu. Les résultats relatifs à la qualité des eaux d’un niveau à l’autre ont montré des réductions significatives des charges polluantes. A l’opposé, la salinité a augmenté. Les effets sur les sols permettent de concevoir des cultures adaptées à ces qualités. Les effets sur le quinoa ont révélé des accumulations des sels et des éléments traces métalliques dans les différents organes de la plante permettant d’envisager le quinoa dans la phytoremédiation.

Action 10. Mise en évidence des éléments microbiens dans les boues résiduaires valorisées en agriculture

Contexte et enjeux : L’utilisation agricole des boues d’épuration a été reconnue dans le monde entier comme un moyen prometteur de gérer cette ressource, car elle peut minimiser la pollution de l’environnement et contribuer à l’économie circulaire des « déchets aux ressources ». Cependant, la principale contrainte reste la sécurité de la réutilisation des boues d’épuration pouvant présenter un risque en raison des contenus nocifs potentiellement concentrés, tels que les agents pathogènes, les métaux lourds et les polluants émergents. La valorisation agricole des boues résiduaires n’est pas généralisée, elle ne concerne qu’une proportion des boues produites par un certain nombre de STEPs, régie par la norme tunisienne NT 106.20 (2002). Il est pratiqué depuis 2008 dans le cadre d’un programme pilote mené par le Ministère de l’Agriculture. Ce programme vise à améliorer le système de gestion de l’agriculture: (i) la surveillance et le contrôle de la sécurité et de la réutilisation durable des boues d’épuration séchées en agriculture et (ii) la généralisation de leur réutilisation en agriculture des boues de toutes les stations de traitement des eaux usées urbaines. De point de vue microbiologique, la norme tunisienne NT 106.20 adoptée en 2002 appliquée pour l’épandage agricole des boues ne fixe de limites que pour les coliformes fécaux. Cependant, elle ne tient pas compte du contenu des œufs d’helminthes pathogènes et des kystes de protozoaires, très préoccupants en raison de leurs effets nocifs sur la santé.

Résultats: L’échantillonnage a été effectué dans neuf stations d’épuration des eaux usées localisées au Nord, Nord-ouest et Centre-Est et Ouest, avec le système de traitement biologique de boues activées faible charge. Une centaine d’échantillons de boues sèches urbaines ont été collectés sur la longueur des lits de séchage solaire. Les résultats montrent que les boues contiennent un nombre moyen de coliformes fécaux variant de 3,7 x 10² à 2 x 10⁵ NPP/ g MS, inférieur à la limite fixée par la norme tunisienne NT 106.20. Cependant, ces boues véhiculent souvent des salmonelles pathogènes avec une présence dans 41,7% du total d’échantillons analysés toutes stations d’épuration confondues d’où la nécessité de prudence lors de la manipulation de ces matières.

L’examen de risque a été concentré sur la contamination parasitaire. L’analyse parasitaire s’est concentrée sur la détection des parasites indicateurs. Leur ordre d’occurrence est comme suit: Ascaris spp. (38,5%) > Toxocara spp. (18,3%) > Trichuris spp. (3,8%) avec des concentrations moyennes variant respectivement de 0 à 1,32 ; de 0 à 0,49 et de 0 à 0,47 œufs/ 100 g de MS. Sur la base des résultats obtenus, les concentrations moyennes des œufs de nématodes dans les échantillons de boues sèches analysées étaient inférieures aux recommandations de l’USEPA et de l’OMS (<1 œuf d’helminthes viable/1 g de MS) pour les 9 stations d'épuration étudiées. Par conséquent, les boues peuvent potentiellement être réutilisées en agriculture. Cependant, ce traitement appliqué par séchage solaire dans les lits a permis un abattement important mais non total de la charge parasitaire. Une grande vigilance doit être apportée quant à leur utilisation. Il faudrait améliorer le fonctionnement en ajoutant des procédés pour réduire les parasites intestinaux pathogènes par étape de chaulage ou de co-compostage. Une révision de la norme tunisienne de qualité régissant la réutilisation agricole des boues résiduaires est nécessaire.

Impact attendu :

– Enrichir les connaissances sur les risques sanitaires de la réutilisation agricole des boues, pour faciliter l’acceptation du projet par les autorités sanitaires et aider à l’élaboration d’une réglementation spécifique.

– Améliorer les traitements des boues sur sites

– Appuyer la stratégie de l’état quant à l’augmentation du taux de réutilisation des boues : Economie circulaire

– Contribuer à la préservation de la santé humaine des agriculteurs et des consommateurs

– Généraliser l’épandage tout en sécurisant la filière.

Innovation

– Nouvelle norme Tunisienne incluant des concentrations limites fixées pour les formes infectantes de parasites intestinaux

– Classification des boues séchées en fonction des espèces microbiologiques inventoriées

Action 11. Devenir des agents pathogènes après épandage agricole des boues d’épuration: Etude des impacts sur le sol et la qualité sanitaire des produits agricoles

Résultats: L’étude des effets de l’épandage agricole des boues sèches sur la qualité microbiologique des produits récoltés et du sol s’est poursuivie à deux niveaux : sur l’unité d’expérimentation de Oued Souhil et chez des agriculteurs privés à la région de Nabeul qui pratiquent l’épandage des boues. Une caractérisation microbiologique des échantillons de boues sèches urbaines provenant de la station d’épuration de Korba servant aux amendements sur une deuxième parcelle d’essai (jeune verger agrumicole) (site pilote 2) au niveau de l’unité d’expérimentation Oued Souhil a démarré au mois de septembre 2021. Les résultats ont montré une conformité de la boue pour un épandage agricole en ce qui concerne l’aspect bactériologique avec une concentration moyenne en coliformes fécaux de l’ordre de 4,5 10¹ CFU/ g de matière sèche (MS), aisément inférieure à 2 10⁶ NPP/ g (NT 106. 20, 2002). Parallèlement, le suivi a concerné la caractérisation microbiologique initiale du sol avant épandage des boues et mise en culture. Les concentrations enregistrées en termes de bactéries indicatrices de contamination fécale sont faibles du même ordre que la limite inférieure de la technique de détection (méthode NPP d’ensemencement en milieu liquide). La concentration des œufs d’helminthes pathogènes était aisément inférieure aux valeurs limites fixées par les réglementations internationales pour la boue sèche pour un épandage agricole.

Action 12. Valorisation des boues résiduaires dans le secteur fourrager

Contexte et enjeux :

La plupart des systèmes fourragers conventionnels basés sur la maximisation des performances économiques et productives sont des systèmes de production qui s’appuient essentiellement sur le recours à la mécanisation et l’utilisation massive des intrants chimiques. L’environnement est loin d’y être une composante majeure, ce qui a contribué à l’apparition de problèmes environnementaux majeurs notamment l’érosion et la pollution des sols et de l’eau. Pour remédier à cette situation alarmante, l’agroécologie et les principes sur lesquels elle repose doivent être mis en avant pour répondre aux exigences de réduction de l’utilisation des engrais de synthèse en favorisant au maximum les services écosystémiques. Dans ce contexte, l’utilisation des produits résiduaires organiques, notamment les boues résiduaires (sous-produit du traitement des eaux usées) en agriculture, dans le strict respect des normes, apparaît comme une alternative attrayante et économique pour augmenter la production des cultures, notamment fourragère et pour diminuer les apports des engrais chimiques, voire pour une autonomie complète en azote. Dans ce cadre la présente activité de recherche a été menée afin (i) d’évaluer les potentialités fertilisantes des boues résiduaires apportées seules ou combinées à un fertilisant chimique sur la germination, la croissance et la production d’une culture fourragère, l’orge (Hordeum vulgare L.), et ce comparativement à un témoin non fertilisé et à une fertilisation chimique conventionnelle moyennant l’ammonitrate, (ii) et d’identifier et choisir la ou les modalités d’apports azotés les plus adéquates à utiliser par l’agriculteur en tant que substituts aux engrais de synthèse pour améliorer la croissance et la production fourragère, sans risque environnemental.

Résultats :

Les principaux résultats ont montré que les apports de boues, combinées ou non avec une fertilisation chimique a significativement stimulé le tallage et la croissance des plantes, en comparaison avec le témoin et les plantes amendées chimiquement. Les augmentations du nombre de talles, plus importantes que celles enregistrées avec la fertilisation chimique, atteignent les 90 % et 56 % en présence de boues, comparativement au témoin (T) et à la fertilisation chimique (FM) respectivement. De même, des augmentations de la production ont été notées en présence de boues. La meilleure production aérienne a été enregistrée en présence de 70 % B + 30% FM et 100% B. Ces augmentations sont en moyenne de l’ordre de 119 % et 78 %, par rapport à T et FM respectivement.

Innovation et impact attendu :

*L’ajustement de la dose des boues à épandre aux besoins nutritionnels de la culture , tout en  tenant compte (i) des caractéristiques fertilisantes de ces boues (N, C/N, P…), mais également de (ii) leur charge polluante, tant sur le plan biologique que chimique et (iii) des caractéristiques physico-chimiques du sol peut permettre une amélioration, à moindre coût de la production et de la qualité fourragère et de  la fertilité du sol, tout en étant respectueux de l’environnement.

*L’utilisation raisonnée des boues résiduaires, en tant que source d’une multitude d’éléments fertilisants, devra certainement avoir des effets plus importants que ceux enregistrés en présence d’engrais de synthèse.

Action 13. Épuration écologique et durable des eaux usées industrielles

Contexte et enjeux : 

Les rejets industriels en Tunisie, notamment ceux des eaux de saumure des olives et des eaux de teinturerie, posent d’importants défis environnementaux. La transformation des olives, une industrie majeure en Tunisie, engendre des volumes considérables d’eaux de saumure chargées en matières organiques, sels et composés phénoliques, difficiles à traiter en raison de leur haute DCO et DBO₅, ainsi que de leur toxicité pour les sols. Ces eaux ont un impact néfaste sur l’environnement en contaminant les sols, les sources d’eau et en nuisant à la biodiversité locale. De même, l’industrie textile, un pilier des exportations tunisiennes, contribue à la pollution avec ses eaux usées chargées en colorants, métaux lourds et produits chimiques. Ces rejets contaminent les ressources en eau et menacent la vie aquatique, ainsi que la qualité de l’eau potable. Les méthodes traditionnelles de traitement sont utilisées, mais des approches innovantes, comme l’utilisation de coagulants naturels, offrent un potentiel prometteur pour une réduction plus durable et économique de la pollution. En fin de compte, une gestion efficace de ces eaux usées est essentielle pour préserver les ressources en eau, la santé publique et la biodiversité.

Résultats :

Les résultats montrent que le traitement appliqué a permis de décontaminer efficacement les eaux testées, avec des variations significatives de tous les paramètres.

Pour les eaux usées de teinturerie :

• Ocimum basilicum : Réduction de 80% de la DCO, 65% de la DBO5, 93% des MES, et 69% d’azote.
• Aloe vera : Réduction de 69% de la DCO, 58% de la DBO5, 92% des MES, 88% d’azote, et 55% du phosphore.
• Opuntia ficus-indica (P1 et P4) :
  • P1 : Réduction de 53% de la DCO, 86% de la DBO5, 39% des MES, 60% d’azote, et 13% du phosphore.
  • P4 : Réduction de 53% de la DCO, 86% de la DBO5, 92% des MES, 63% d’azote, et 11% du phosphore.

Pour les eaux de saumure d’olives :

• Aloe vera : Réduction de 43% de la DCO, 24% de la DBO₅, 64% des MES, 21% d’azote, et 26% du phosphore.
• Trigonella foenum-graecum : Réduction de 45% de la DCO, 29% de la DBO5, 62% des MES, 56% d’azote, et 29% du phosphore.
• Ocimum basilicum : Réduction de 46% de la DCO, 81% des MES, 72% d’azote, et 26% du phosphore.

Innovation : L’utilisation de coagulants naturels issus de plantes pour le traitement des eaux usées est une approche innovante, durable et économique. Cesbcoagulants-floculants végétaux sont renouvelables, biodégradables et moins coûteux que les coagulants chimiques conventionnels ; une telle application permet de réduire les risques de toxicité et de production de sous-produits nuisibles.

Impact attendu : Les résultats suggèrent que les eaux traitées avec ces coagulants naturels peuvent être utilisées pour l’irrigation agricole sans impact négatif sur les cultures, le sol, et la santé humaine et animale. Cette méthode pourrait donc contribuer à une gestion plus durable des ressources en eau et à la réduction de la pollution environnementale.

Valorisation : Pour valoriser ces résultats, plusieurs pistes de recherche et de développement sont envisagées :

• Utilisation des coagulants pour traiter d’autres types d’eaux usées pour évaluer leur polyvalence.
• Évaluation d’autres paramètres chimiques tels que le potassium et d’autres ETM pour une caractérisation plus complète des eaux traitées.
• Études bactériologiques avant et après traitement pour garantir la sécurité microbiologique des eaux traitées.
• Étude de l’impact de l’irrigation avec les eaux traitées sur différentes cultures pour confirmer l’innocuité et l’efficacité de cette pratique.

Ces efforts pourraient aboutir à la mise en place de solutions de traitement des eaux usées durables et économiques à grande échelle, bénéfiques pour l’environnement et l’agriculture.

3. Evaluation et gestion des risques climatiques sur la consommation en eau des cultures

Action 1. Quantification des échanges entre la surface et l’atmosphère à l’échelle du verger d’agrume 

Objectif : Valider les modèles de consommations en eau de agrumes pour différentes conditions d’alimentation en eau.

Résultats acquis : Sur le site de Béni Khaled, les conditions de disponibilité de l’eau l’irrigation et les mesures de flux de surface ont permis de calibrer le modèle d’évapotranspiration (ET) Pennman Montheith (PM) pour différents niveaux de stress hydrique. Ces stress ont été enregistrés au cours de 5 années d’expérimentation, depuis des périodes de sécheresse jusqu’à un événement de précipitation extrême. Les niveaux de stress ont été identifiés grâce au rapport de Bowen mesuré par la station d’Eddy Covariance installée sur un verger d’agrume au site expérimental du CTA à Béni Khalled. Un modèle d’ET adapté aux agrumes a été réalisé. Les résultats montrent que l’ET simulée ne dépasse pas 0,25 mm/heure par rapport à l’ET mesurée, les observations pouvant cependant atteindre des valeurs de 0,5 mm/heure. La calibration du modèle suivant une classification des périodes de stress a amélioré la performance du modèle et donne des résultats plus cohérents par rapport aux observations d’Eddy Covariance. En conclusion, dans ces conditions variées, le calibrage du modèle n’est pas empirique, mais il varie en fonction des niveaux de contrainte. Les coefficients culturaux proposés par la FAO ont été validés pour les conditions bien alimentée en eau alors que pour les conditions de stress, une limite de la méthode a été aperçu lorsque le stress hydrique devient intense.

Action 2. Spatialisation de l’évapotranspiration réelle des agrumes

Objectif : Spatialiser la consommation en eau des agrumes à partir des images satellitaires dans la région du CapBon.

Résultats acquis : Les résultats ont concerné d’abord la classification des zones agrumicole ensuite la spatialisation de la consommation en eau des agrumes. La classification des vergers d’agrumes a été réalisée dans la région du Cap Bon, en Tunisie, pour classer les vergers d’agrumes parmi deux autres classes de cultures (les oliveraies et les cultures annuelles). En utilisant des données de télédétection multi-temporelles provenant des plates-formes satellitaires Sentinel- 1 et Sentinel-2. Ainsi que le « Model Management Tool (MMT) » de QGIS, deux processus de classification différents ont été réalisés sur la base de la sélection de la caractéristique d’entrée (les séries temporelles obtenues comme données d’entrée : NDVI et NDVI + VV+ VH) et sur l’algorithme le plus précis pour chaque scénario (22 classificateurs testés). Les résultats obtenus ont révélé que la meilleure performance de classification et la précision la plus élevée ont été obtenues avec le scénario utilisant uniquement des informations basées sur l’optique (NDVI). Ce scénario a donné une précision globale OA = 0,76. Ces résultats démontrent l’utilité du nouvel outil de gestion des données pour organiser les données de classification d’entrée d’une part et soulignent l’importance des données optiques pour obtenir des performances de classification acceptables, en particulier pour un paysage complexe comme celui du Cap Bon. En ce qui concerne la relation entre le NDVI et les flux réels d’évapotranspiration (ETa) mesurés à l’aide de la covariance d’eddy (figure 35), elle indique que lorsque l’ET augmente, le NDVI diminue, ce qui est contraire à ce qui est observé sur les cultures annuelles, mais cela pourrait s’expliquer par le fait qu’en hiver, lorsque l’ETo est faible et qu’il y a des précipitations, les mauvaises herbes se développent dans les vergers d’agrumes. Ces résultats sont originaux et prometteurs pour être extrapolés à plus grande échelle.

Action 3. Observation et modélisation du fonctionnement de la végétation et des flux d’évapotranspiration en situation de relief collinaire  

Objectif : Evaluation multicritère (couvert végétal CC, biomasse sèche aérienne biomasse aérienne sèche AGB, évapotranspiration réelle ETa, ruissellement R, teneur en eau du sol SWC) du modèle AquaCrop en pour une gamme de combinaisons de cultures et de sols, et pour des années hydroclimatiques contrastées dans le nord-est de la Tunisie.

Résultats acquis : Les données ont été collectées dans le bassin versant de Kamech (Observatoire OMERE) au cours de neuf campagnes de mesures sur les sols et les cultures prédominants. Les simulations d’AquaCrop ont été basées sur des observations de terrain et des paramètres tirés de la littérature. AquaCrop a pu simuler la dynamique des plantes et les flux d’eau pour des années hydroclimatiques contrastées, avec une légère dépendance à la classe de sol et une dépendance importante au type la culture. Les simulations du modèle étaient de qualité moyenne pour CC (R² de 0,45, RMSE de 0,24 en moyenne) et de qualité acceptable pour AGB (R² de 0,81, RMSE de 0,85 tonne/ ha en moyenne). AquaCrop a simulé de manière acceptable le transfert d’eau à travers le continuum sol-plante (R² de 0,62, RMSE de 0,77 mm/ jour- en moyenne pour ETa ; R² de 0,68, RMSE de 0,75 mm/jour en moyenne pour R ; R² de 0,86, RMSE de 27,4 mm en moyenne pour SWC). Les performances du modèls étaient satisfaisantes dans la plupart des cas, avec des valeurs de p supérieures à 5 % pour le test t de Student sur la régression linéaire de validation. Nos résultats étaient similaires à ceux rapportés dans des études antérieures sur terrain plat, y compris une sénescence retardée par les simulations du modèle avec une surestimation subséquente des observations CC et AGB. En outre, les fissures du sol ont probablement altéré la capacité d’AquaCrop à simuler le ruissellement. Malgré ces limites, nos résultats soutiennent l’application d’AquaCrop pour évaluer la productivité de l’eau dans les agrosystèmes vallonnés.

Action 4. Utilisation de l’irrigation intelligente et de pratiques de l’agriculture de conservation pour une efficience améliorée de l’utilisation de l’eau d’irrigation dans les vergers

Objectif : Mise à disposition d’un outil de décision permettant l’optimisation la gestion de l’eau d’irrigation dans les vergers d’agrumes.

Résultats acquis : L’INRGREF et le CTA ont développé un nouvel outil de décision pour prévoir les doses et les heures d’irrigation dans les vergers d’agrumes utilisant l’irrigation goutte-à-goutte. Cet outil de programmation de l’irrigation, dénommé CITRIG, est disponible sous application Android et sur le web et a été lancée en 2022. CITRIG est un système durable qui répond efficacement à la majorité des conditions agricoles locales. Il fournit aux agriculteurs des informations sur la quantité et la durée d’irrigation requises pour les vergers d’agrumes dans la région du Cap-Bon. CITRIG permet aux agriculteurs, aux conseillers agricoles et aux agents de vulgarisation de planifier l’irrigation. Cette application a été développée suite à l’organisation de plusieurs ateliers participatifs comprenant des ateliers de réflexion, des ateliers de communauté de pratique, des ateliers de formation et la validation de l’application par des discussions avec les acteurs locaux tels que les agriculteurs, les guides et les agents de vulgarisation. L’application CITRIG de gestion localisée de l’irrigation des vergers d’agrumes peut être téléchargée gratuitement sur www.citrig.tn et sur Play Store : bit.ly/3HO0lCu. L’intégration des cultures intercalaires et de la salinité est en cours de mise en œuvre.

Action 5.  Utilisation raisonnée des eaux usées traitées pour augmenter la durabilité des vergers agrumicoles dans le périmètre irrigué de l’Oued Souhil

Contexte et enjeux: les vergers agrumicoles majoritairement plantés au Cap Bon, à climat semi-aride sont confrontés à des pénuries en eau résultant de la forte demande climatique en périodes sèches et de l’irrégularité des pluies, phénomènes d’autant plus accentués par les changements climatiques. A cela s’ajoute la salinisation des nappes souterraines impropres à l’irrigation des agrumes à la fertilité des sols. L’utilisation des eaux usées traitées (EUT) pour la sauvegarde des agrumeraies se présente comme une alternative à l’utilisation des eaux conventionnelles. Cette pratique est néanmoins susceptible d’augmenter la salinité et l’alcalinité des sols et accentue sa dégradation. L’objectif de cette action est de proposer un itinéraire technique basé sur la gestion de l’irrigation et de la fertilisation par la proposition de calendriers d’irrigation et de fertigation tenant compte du statut hydrique de la plante, du climat et des spécificités des  EUT. Simultanément à cela, une évaluation sur le court et moyen terme des risques des irrigations par les EUT sur le système sol-plante a été envisagée.

Résultats:

-Détermination de la valeur nutritive des EUT de l’UEA Oued Souhil et établissement de calendriers de fertilisation en tenant compte des apports en N, P et K dans les eaux d’irrigation, la richesse du sol en nutriments et MO et les exportations des jeunes arbres,

-Détermination des besoins en eaux des agrumes à travers le suivi de l’humidité du sol du verger expérimental et analyse de l’impact du stress salin induit sur les besoin en eaux,

-Evaluation des effets à court terme de la charge en sels et en ETM des EUT sur le  sol et la plante (feuilles, écorce et pulpe),

-Classification des nouvelles combinaisons d’agrumes en fonction de leur tolérance au sel.

-Estimation des rendements et détermination des caractéristiques organoléptiques des oranges Washington Navel greffées sur Bigaradier, Volkameriana, Mandarinier Cléopâtre, CC35 et CCa irriguées par les EUT et les EN.

Innovation :

 Mise au point d’un itinéraire technique englobant les calendriers d’irrigation et de fertigation qui tiennent compte de l’age de l’agrumerai, de la  qualité des eaux d’irrigation et  du sol (salinité et valeur nutritive), ainsi qu’une évaluation du risque à court et moyen terme sur le systéme eau-sol-plante. 

Impact attendu:

Sélection de nouvelles combinaisons d’agrumes adaptées aux EUT salées et ayant de bonnes performances agronomiques et fertigation vigilante  des vergers d’agrumes irriguées par les EUT salées

 Valorisation:

Participation aux journées scientifiques de INRGREF par une communication par affiche intitulée «Effect of saline Treated Wastewater Irrigation on Leaf and Fruit Accumulation of Salts and Heavy Metals in Novel Citrus Trees combinations Cultivated in Semi-Arid Environment of the Cap Bon Peninsula».

Projets de recherche

2016-2025 : LMI NAILA Laboratoire Mixte International consacré à la gestion des ressources en eau dans les milieux ruraux en Tunisie. Financement IRD/MESRS/IRESA. Co-directeurs : I. Mekki (INRGREF, Tunisie) et F. Jacob (UMR LISAH, France). (http://www.lmi-naila.com/). S’inscrit dans le cadre du programme 3 de recherche prioritaire à l’horizon 2030.

2019-2024 : Projet Massire « Intégration de multiples sources d’eau et d’institutions locales pour conforter la sécurité alimentaire dans l’arrière-pays de l’Afrique du Nord en renforçant les systèmes d’innovation agricole et rurale ». Financement FIDA. Coordinateur : N. Faysse, CIRAD. Coordinateur national INRGREF : I. Mekki. (https://massire.net). S’inscrit dans le cadre du programme 3 de recherche prioritaire à l’horizon 2030.

2021-2024 : Projet PEJC2020, Programme d’Encouragement des Jeunes Chercheurs 3ème Édition : “Étude à long terme de la contribution et de la dynamique de l’érosion ravinaire dans les flux de sédiments à l’exutoire de deux bassins versants semi-forestiers de la Dorsale Tunisienne et du Cap Bon”. Coordinatrice : Abir BEN SLIMANE (INRGREF). Financement MESRS, Tunisie.

Projet TRESOR

Contexte et enjeux :  Coopération transfrontalière IEV Italie-Tunisie 2014-2020.

La réutilisation des eaux usées est devenue nécessaire dans l’espace Méditerranéen pour garantir les besoins en eau des cultures. Toutefois, le traitement centralisé reste coûteux. Le traitement basé sur la nature par les filtres plantés, applicable aux eaux usées (brutes et traitées) et aux boues d’épuration, reste une solution de choix pour préserver l’environnement, permettre un usage agricole des effluents traitées et d’améliorer leur qualité et d’utiliser les boues en agriculture.

Résultats :

– Le projet TRESOR (Traitement des eaux usées et des boues résiduaires par filtres plantés et usage agricole durable) promeut les solutions naturelles qui préservent l’environnement. Ainsi, il a permis de mettre en place des pilotes de traitement basés sur la nature, grandeur réelle, pour traiter les effluents bruts domestiques (en Italie) et améliorer la qualité des eaux usées traitées secondaires destinées à l’irrigation (en Tunisie) ainsi que l’installation de pilotes d’irrigation en Tunisie et en Italie. Les pilote sont conçu pour traiter 25-30m³ d’eau usées.

– TRESOR a aussi permis de mettre en place les premiers lits de séchage plantés, en Tunisie et en Italie, pour le traitement des boues d’épuration avec une capacité de traitement de 10m³/semaine en Tunisie. Les eaux de drainage sont collectées au niveau des regards et renvoyés à l’amont des filtres verticaux pour subir le même traitement.

– En Tunisie, le projet a installé des panneaux solaires d’une capacité de 9 KWh pour faire fonctionner les pompes des pilotes et permettre l’alimentation de la station expérimentale en électricité de manière durable.

– En Tunisie, la conception des filtres plantés hybrides combinant 2 filtres verticaux, plantés de roseaux, et un filtre horizontal planté de canna a permis d’améliorer la qualité physicochimique des effluents secondaires. Les résultats montrent qu’à l’origine les eaux secondaires ont une qualité non conforme à la norme de rejet et de réutilisation, notamment d’un point de vue microbiologique. Les MES et la DBO restent dans les limites des valeurs exigées par la norme tunisienne (106.03 – 1989). Les résultats montrent que les performances restent acceptables étant donné que les teneurs en MES sont à une moyenne de 86 mg/l à l’origine, dans le bassin de stockage. Une réduction de 60% permet d’atteindre des valeurs très faibles de l’ordre de 9 mg/l à la sortie des deux bassins verticaux. Pour la DBO et la DCO les taux de réduction sont très acceptables et dépassent même les 80%. Avec des valeurs de 35 mgO₂/l au départ, on peut atteindre 4 mg/l en sortie des deux bassins. Ceci va au-delà des résultats escomptés.

– Les taux d’élimination des nutriments ne sont pas élevés. Cela est prévisible car les systèmes de traitement par filtres plantés ne sont pas très efficaces à éliminer ces types de composés dans la combinaison proposée. On parle de concentration de base au-dessous de laquelle il n’est plus possible de diminuer ces teneurs. Aussi, c’est la raison pour laquelle il n’y a pas eu de valeurs cibles fixées au cours de l’étude de conception des filtres et seule la pollution organique et microbiologique ont été visées. Par ailleurs, les nutriments sont appréciés pour leur valeur fertilisante.

– L’efficacité du système de traitement dépend de l’état de développement des plantes et des racines dans le substrat. L’abattement des charges en E. coli et coliformes est observé à certains stades de traitement en Tunisie et en Italie. Toutefois, la qualité microbiologique reste pour l’instant au-dessous de l’objectif en raison de la saison froide limitant le développent du microfilm dans le substrat. Bien que la Tunisie n’a pas exigé de concentrations limites pour la réutilisation, le nouveau texte de loi sur les rejets dans le milieu récepteur a exigé la limite de 2000 pour les coliformes fécaux. L’irrigation exige l’absence d’œufs de parasites seulement.

Innovation : Utilisation et vulgarisation des solutions basées sur la nature pour traiter les eaux usées et les boues d’épuration pour un usage agricole non-restrictif.

Impact attendu : adoption des solutions naturelles pour un impact réduit sur l’environnement et une meilleure intégration avec une adoption par les acteurs et les décideurs.

Valorisation : Utilisation des effluents traités pour l’irrigation à la l’unité des expérimentations et formation des acteurs du développement

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Journée d’inauguration des filtres plantés en présence de Madame la Gouverneure de Nabeul et pilote de traitement en Tunisie

Projet BONEX

Contexte et enjeux : Projet PRIMA, Section 1. BONEX vise à fournir des outils pratiques et adaptés pour i) examiner des innovations technologiques concrètes et adaptées aux contextes des sites d’étude, ii) améliorer les politiques et la gouvernance, et iii) faciliter la mise en œuvre du Nexus WEFE en Région Méditerranéenne

Innovation : Développement d’un cadre d’application du NEXUS WEFE et d’un Plan d’application du NEXUS. En Tunisie, cela va s’appliquer à la réutilisation des eaux usées traitées.

Impacts attendus : Le cadre NEXUS WEFE sera mis en œuvre et validé dans 7 sites de démonstration dont le périmètre irrigué de Ouardanine, Tunisie, qui a été sélectionné pour implémenter les innovations. Les plans seront établis de manière participative permettant l’implication active des acteurs locaux. BONEX fournira aux décideurs politiques, aux gestionnaires et aux techniciens un outil interactif de prise de décision pour évaluer les compromis, les synergies et les approches de solutions du Nexus de manière transdisciplinaire. Les modules seront renforcés par le développement d’un outil de comptabilité de l’eau intégrant le NEXUS. BONEX aidera les décideurs à diagnostiquer et à évaluer/comparer les interventions en matière de gouvernance et de technologie du Nexus WEFE. Les technologies déjà en place seront explorées comme interventions potentielles (Systèmes de conservation de l’eau, irrigation solaire, agrivoltaïque, solutions basées sur la nature, dessalement, réutilisation des eaux usées). BONEX boostera des synergies entre les secteurs permettant ainsi une utilisation efficace et intégrée des ressources et une gestion du Nexus WEFE.

Résultats : Un diagnostic, basé sur plusieurs méthodes et outils, a été effectué, de manière participative, sur le périmètre de Ouardanine pour identifier les problèmes et installer des innovations technologiques basées sur des outils connectés qui permettront à la fois une meilleure gestion de l’eau et des nutriments pour préserver l’écosystème.

Valorisation : En cours

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Ateliers participatifs du projet BONEX

Articles impactés 2023 

1) Faour-Klingbeil, D., O.Taybeh, A., Mahjoub, O., Almashaqbeh, O., Bou Mitri, C., Samaha, J.j., Dhaouadi, L., Todd, E.C.D. 2023. Growers’ irrigation practices, knowledge, trust, and attitudes toward wastewater reuse in Lebanon, Jordan, and Tunisia through a food safety lens. Water Practice and Technology, 18 (11): 2619–2637 https://doi.org/10.2166/wpt.2023.169

Ouvrages

1) Co-auteur de l’ouvrage : United Nations Environment Programme (2023). Wastewater – Turning Problem to Solution. A UNEP Rapid Response Assessment. Nairobi.
DOI: https://doi.org/10.59117/20.500.11822/43142   

2) Virzi, A. Cirelli, G., Licciardello, F., Ventura, D., Mahjoub, O., Kallali, H. 2023 Guide technique. Conception des systèmes d’épuration par filtres plantés pour le traitement et l’usage des eaux usées urbaines et agro-industrielles. Réalisation éditoriale CSEI Catania www.cseicatania.com. ISSN 2038-5854.

Chapitres d’ouvrages

1) Mohamed, M., Nassif, M. H, Mahjoub, O., Mahmoud, A., Mahmoud Mahmoud, Kassab, G., Alomair, M., Hoogesteger, J., 2023. Water Reuse Policy and Institutional Developments in the MENA Region: Case studies from Egypt, Jordan, Tunisia, and Saudi Arabia. Water reuse in MENA: a source book. Mateo-Sagasta, J.; Al-Hamdi, M.; AbuZeid, K. (Eds.). 2023. Water reuse in the Middle East and North Africa: a sourcebook. Colombo, Sri Lanka: International Water Management Institute. (IWMI). 292p. doi: https://doi.org/10.5337/2023.221

2) Contributeur au chapitre : Drechsel, P., Marjani Zadeh, S. & Pedrero, F. (eds). 2023. Case Study 7 Ouardanine, Tunisia. Water quality in agriculture: Risks and risk mitigation. Rome, FAO & IWMI. https://doi.org/10.4060/cc7340en/2023    

Séminaires, journées et ateliers scientifiques 2023 

1) 2^ème formation du Projet TRESOR (Traitement des eaux usées et des boues résiduaires par filtres plantés et usage agricole durable) intitulée « La Main dans la Nature : Construction des Filtres Plantés pour le Traitement les Eaux Usées et des Boues », 13 juillet-31 août 2023, Nabeul, Tunisie. Projet TRESOR.

2) Evènement de clôture de la formation et inauguration des filtres plantés du ptojet TRESOR, 31 août 2023, Unité des expérimentations de Souhil, Nabeul. 

3) Réunion de Coordination et Technique du projet TRESOR. Traitement des Eaux Usées et des Boues Résiduaires par les Filtres Plantés et Usage Agricole Durable, 26-29 avril 2023, Tunis, Tunisie. Projet TRESOR.

4) AURORA Autumn School on Sustainable Agriculture and Social-ecological Systems Approaches in the MENA Region: A Systems and Institutional Perspective, 30 octobre – 07 novembre 2023, ESA Mograne. Projet AURORA.

5) Project Consortium Meeting. DisPersal of AntIbiotic Resistance and antibiotics in Water ecosystems and Influence on liveStock and aquatic wildlife – PAIRWISE, 14-19 mars 2023, Tunis et Sousse, Tunisia. Projet PAIRWISE.

6) 1^er atelier du projet BONEX – Renforcer l’Implémentation du Cadre Nexus en Méditerranée. Evaluation du Cadre Nexus Eau-Energie-Alimentation-Ecosystème (WEFE) de la Réutilisation des Eaux Usées Traitées à Ouardanine, 25 janvier 2023, Hôtel Royal Thalassa, Monastir, Tunisie. Projet BONEX.

Conventions et projets scientifiques 2023

– Signature de convention INRGREF/ISSBAT dans le cadre du projet MAR2PROTECT (PRIMA Section1) pour l’installation de pilotes de traitement basés sur la nature des eaux usées à l’unité des expérimentations de Souhil.

Projets :

Titre	Cadre
TRESOR – Traitement des Eaux Usées et des Boues Résiduaires par filtres plantés et usage Agricole Durable (2020-2023)	Coopération transfrontalière Italie-Tunisie (2014-2020) Budget total : 991.959,75 €
PAIRWISE – Dispersal of antibiotic Resistance and antibiotics in water ecosystems and Influence on livestock and aquatic wildlife.  (2021-2023).	European Union /Ministry of Higher Education and Scientific Research. Joint Programming Initiative Aquatic Pollutants (JPI Aquatic Pollutants). Budget INRGREF: 150.000 DT
AURORA – Sustainable agriculture and social-ecological systems approaches in higher education in the MENA region. (2021-2024)	German Academic Exchange Service (DAAD). DAAD-Program Subject-Related Partnerships with Institutions of Higher Education in Developing Countries. Budget total: 280.000 EUR
BONEX – Boosting Nexus Framework Implementation in the Mediterranean (2022-2025)	PRIMA – Section 1 Budget INRGREF: 224.688 EUR
SDG-PSS ‘Water in the World We Want: Accelerating the Implementation of Water-related SDGs’, Phase III (2021-2023)	UNOSD/UNU-INWEH/iWSSM-Keco
EXANTIBE – Les antibiotiques à usage vétérinaires (et humains) dans les ressources en eau et en sol dans le bassin versant du Kamech au regard des pratiques agricoles (et domestiques) : Phase I : Etude exploratoire sur les pratiques, les produits, et les molécules d’antibiotiques dans les ressources en eau (2021-2024)	LMI-NAILA

Valorisation de la recherche  

Recherche et développement

Dans le cadre du projet Massire : Mise en œuvre d’un processus participatif muti-acteurs qui a pour objectifs :1) de mener une réflexion collective entre les acteurs locaux et les décideurs publics autour des différents scénarios d’une gestion durable des ressources en eau souterraines dans la région de Kébili, 2) de construire une vision commune des dynamiques territoriales de la région, des facteurs explicatifs de ces changements et de leurs impacts sur les ressources en eau souterraines.

Dans le cadre du projet Massire : Mise en place de base de données et de système d’information géographique (SIG) pour l’analyse de l’extension des palmeraies oasiennes et de son impact sur les ressources en eau souterraine dans la région de Kébili, sud-ouest de la Tunisie.

– De résumer l’intervention de votre établissement auprès des fermes et sociétés privées pour mettre en relief la relation avec les agriculteurs et les pêcheurs.

Mise en place de base de données et de systèmes d’informations géographiques (SIG), comme outils d’aide à la décision à l’échelle locale (exploitants agricoles, GDA) et du territoire (gestionnaires, décideurs). Convention Recherche et Développement entre l’Institut National de Recherches en Génie Rural, Eaux et Forêts (INRGREF) et le Groupement de Développement Agricole (GDA) de Chraf Haouaria sur « SIG: outil de gestion et d’évaluation de la productivité de l’eau souterraine au PPI Chraf

Communication et Documentation

La participation ou l’organisation de colloques nationaux et internationaux, de foires, et l’organisation des journées d’information.

• Participation à l’animation d’une journée d’étude et d’information sur: L’utilisation des eaux usées en agriculture, le 5 décembre 2023, par un travail intitulé « Épuration écologique et accumulation des éléments traces : étude de cas sur quelques espèces ».
• Modération d’une session orale lors des 20ᵉ Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF, 10-11 October 2023.
• Séminaire annuel du Laboratoire Mixte International LMI NAILA qui a eu lieu en visio-conférence les 5 et 6 octobre 2023.
• Atelier de réflexion et de co-conception : Diversifier pour promouvoir la durabilité des vergers d’agrumes (décideurs) Atelier institutionnel Golden Tulipe el Mechtel, Tunis le 28 septembre 2023.
• Session de formation effectuée au profit du directeur technique du GDA d’Om Somaa Sud à Kébili et des aiguadiers pour l’actualisation du réseau d’irrigation et la création d’une base de données des agriculteurs abonnés au service du GDA, du 18 au 21 juillet 2023 à Kébili. Ces actions permettront par la suite de réorganiser et améliorer le tour d’eau entre les irrigants.
• Visite de terrain pour les acteurs de gouvernance de l’eau à Kébili (représentants du CRDA, GDA et agriculteurs) dans le cadre du projet FIDA- MASSIRE, du 22 au 24 mai 2023 à Gabès et Haouaria, Cap Bon. L’objectif est d’examiner les différents exemples et expériences de périmètres irrigués et certaines associations dans le cadre de renforcer les pratiques de gestion durable des eaux souterraines dans la région.
• Atelier participatif avec les représentants du CRDA et de GDA dans le cadre du projet FIDA- MASSIRE, le 22 février 2023 à Kébili. Sous le thème « Nouveaux mécanismes de gestion et de gouvernance de l’eau : pratiques de gestion de l’eau d’irrigation, à plusieurs échelles : parcelle, système irrigué, territoire sur le PPI d’Om Somaa Sud ».

• Modération d’une session orale lors des Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF, 10-11 October 2023, Cité des Sciences, Tunis. Modérateurs de la session: Abir BEN SLIMANE (INRGREF) et Damien Raclot (IRD).
• Animation du premier atelier du projet BONEX. Thématique ‘’Évaluation du Cadre Nexus Eau-Énergie-Alimentation-Écosystème (WEFE) de la Réutilisation des Eaux Usées Traitées à Ouardanine’’, tenu le 25 janvier 2023 à Monastir, Tunisie.
• Organisation de l’atelier régional N°1 dans le cadre du projet MAGO-Prima, WP1 (Processus participatif dans les sites de démonstration). Thématique : La concertation multi-acteurs pour réduire l’impact de la pénurie d’eau sur l’agriculture irriguée. URAP Nabeul, le 07 Septembre 2023.
• Modération dans une session orale durant les 20^ème Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF. Gestion durable des écosystèmes pour la transition agroécologique et la sécurité alimentaire. 10-11 Octobre 2023, Cité des Sciences de Tunis, Tunisie. Modératrice de la session: Sonia SABBAHI (INRGREF).
• Participation à l’organisation et au comité scientifique des 20èmes journées internationales de l’INRGREF « Gestion Durable des Ecosystèmes pour la transition Agroécologique et la sécurité alimentaire », Cité des Sciences, Tunis, 10-11 Octobre 2023.

• Participation à l’organisation et animation dans le cadre du projet PEER, d’un atelier de travail intitulé: «Adoption des porte-greffes alternatifs au Bigaradier en Tunisie: une solution durable au cœur de la stratégie nationale pour lutter contre le virus de la tristeza sur agrumes » qui a été tenu le 25 Janvier 2023 à la salle Maamouri, INRAT, Tunis.
• Participation à l’organisation et animation dans le cadre du projet PEER d’une journée de sensibilisation sous le thème : Adoption des porte-greffes alternatifs au Bigaradier en Tunisie: une solution durable au cœur de la stratégie nationale pour lutter contre le virus de la tristeza sur agrumes » le 27 Janvier 2023 à la pépinière Mabrouka, Khelidia.
• Participation à l’organisation et animation, dans le cadre du projet PEER, d’un séminaire international sous le thème: Current Trends of the Citrus Industry in Tunisia. 16 March 2023, Center for Viticulture and Small Fruit Research, FAMU, Tallahassee, Florida, USA.
• Modération dans une session orale durant les 20^ème Journées Scientifiques Internationales de l’INRGREF. Gestion durable des écosystèmes pour la transition agroécologique et la sécurité alimentaire. 10-11 Octobre 2023, Cité des Sciences de Tunis, Tunisie. Modératrice: Hend ASKRI (INRGREF).

Articles publiés dans des Actes de Congrès, de colloques, de Conférences …

Articles dans des revues internationales impactés

Quartile (Q1)

1. Walid A., Rawaa A., Hichem H., Rejeb H., Yolanda G. (2023) Foliar fertilization of potassium silicon improved postharvest fruit quality of peach [Prunus persica (L.) Batsch] cultivars. Agriculture, 13(1), 195.
2. Filali H., Barsan N., Hörmann G., Nedeff V., Irimia O., Nedeff F., Hachicha M. (2023) Greywater Vertical Treatment and Possibility of Reuse in the Fields from Peri-Urban Area. Agronomy, 13, 940. DOI: 10.3390/agronomy13030940. 
3. Mzahma S., Duplay J., Souguir D., Ben Amar R., Ghazi M., Hachicha M. (2023) Membrane Processes Treatment and Possibility of Agriculture Reuse of Textile Effluents: Study Case in Tunisia. Water. 15(7):1430. DOI: 10.3390/w15071430.
4. Zitouna-Chebbi R, Jacob F, Prévot L, Voltz M (2023). Documenting evapotranspiration and surface energy fluxes over rainfed annual crops within a Mediterranean hilly agrosystem, Agricultural Water Management, Volume 277,108117, ISSN 0378-3774, https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.108117. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378377422006643)
5. Amimi, N., Ghouil, H., Zitouna-Chebbi, R. Joët, T and Ammari Y. (2023) Intraspecific variation of Quercus ilex L. seed morphophysiological traits in Tunisia reveals a trade-off between seed germination and shoot emergence rates along a thermal gradient. Annals of Forest Science, 80, 12. https://doi.org/10.1186/s13595-023-01179-7
6. Vadez V, Pilloni R, Grondin A, Hajjarpoor A, Belhouchette H, Brouziyne Y, Chehbouni G, Kharrou MH, Zitouna-Chebbi R, Mekki I, Molénat J, Jacob F, Bossuet J, (2023) Water use efficiency across scales: from genes to landscapes,  Journal of Experimental Botany, erad052, https://doi.org/10.1093/jxb/erad052
7. Slimani, N., Arraouadi, S., Hajlaoui, H.; Borgi, M.A., Boughattas, N.E.H., De Feo, V., Snoussi, M. The Impact of Greenhouse and Field Growth Conditions on Chenopodium quinoa Willd Accessions’ Response to Salt Stress: A Comparative Approach. Agronomy 2023, 13, 2303. https:// doi.org/10.3390/agronomy13092303
8. Khaskhoussy Kh., Bouhlel M., Dahmouni M., Hachicha M., 2023. Performance of different magnetic and electromagnetic water treatment devices on soil and two tomato cultivars. Scientia Horticulturae 322 (2023) 112437, https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112437
9. Zarai B., Khaskhoussy Kh., Zouari M., Souguir D., Khammeri Y., Moussa M., Hachicha M., 2023. Smart control of soil water and salt content for improving irrigation management of tomato crop field: Kairouan area. Environ Monit Assess (2023) 195:1408. https://doi.org/10.1007/s10661-023-12019-6
10. Zouari M., Bloem E., Souguir D. et al. (2023). The nutritional composition of six plant species after irrigation with treated wastewater and possible hazards by heavy metal accumulation. Environ Sci Pollut Res 30, 97700-97711. https://doi.org/10.1007/s11356-023-29279-x
11. Vandôme, P., Leauthaud, C., Moinard, Sainlez, O., Mekki, I., Zairi, A., Belaud, G. 2023. Making technological innovations accessible to agricultural water management: Design of a low-cost wireless sensor network for drip irrigation monitoring in Tunisia. Smart Agricultural Technology, 4 (2023) 100227. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100227.
12. Dolinska, A., Hassenforder, E., Loboguerrero, A.M., Sultan, B., Bossuet,  J Cottenceau, J., Bonatti, M., Hellin, J., Mekki, I., Drogoul, A., Vadez, V. 2023. Co-production opportunities seized and missed in decision-support frameworks for climate-change adaptation in agriculture – how do we practice the “best practice”?. Accepted in Agricultural Systems.
13. Riaux, J., Kuper, M., Massuel, S., Mekki, I., 2023. Riding the waves of discomfort: reflecting on the dialogue of hydrologists with society,. Journal of Hydrology doi: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol. 2023.130189.
14. Molénat, J., Barkaoui, K., Benyoussef, S., Mekki, I., Zitouna,R., Jacob, F. 2023. Diversification from field to landscape to adapt Mediterranean rainfed agriculture to water scarcity in climate change context. Current Opinion in Environmental Sustainability, 65:10133.https://doi.org/10.1016/j.cosust.2023.101336.
15. Vadez, V ;  Pilloni,  R.,  Grondin, A.,  Hajjarpoor, A., Belhouchette, H.,  Brouziyne, B.,  Chehbouni, G.,  M-H. Kharrou, Zitouna-Chebbi, R.,  Mekki, I., Molénat,  J.,  Jacob, F.,  Bossuet, J. 2023. Water use efficiency across scales: from genes to landscapes. Journal of Experimental Botany, 74, 4770–4788, https://doi.org/10.1093/jxb/erad052.
16. Mohammad Farzamian ,Fethi Bouksila, AnaMarta Paz , FernandoMonteiro Santos, Nessrine Zemni , Fairouz Slama, Abir Ben Slimane, Tarek Selim, John Triantafilis (2023). Landscape-scale mapping of soil salinity with multi-height electromagnetic induction and quasi-3d inversion in Saharan Oasis, Tunisia. Agricultural Water Management Journal, Volume 284, 108330. DOI: 10.1016/j.agwat.2023.108330
17. Kchaou R., BenYoussef S., Jebari S., Harbaoui K., Berndsson R. 2023. Forage potential of cereal-legume mixtures as an adaptive cli-mate change strategy under low input systems. Sustainabilmity. Vol 15: 338. https://doi.org/10.3390/su15010338 (IF: 3.9).
18. Guizani A, Askri H, Amenta ML, Defez R, Babay E, Bianco C, Rapaná N, Finetti-Sialer M, Gharbi F. Drought responsiveness in six wheat genotypes: identification of stress resistance indicators. Front Plant Sci. 2023 Sep 13;14:1232583. doi: 10.3389/fpls.2023.1232583. PMID: 37780517; PMCID: PMC10534941

Quartile (Q2)

1. Sarra H., Samira M., Mohamed N.K., Rim G., Moncef G. Naceur J. (2023) Potential risk of soil irrigation with treated wastewater over 40 years: a field experiment under semi-arid conditions in northeastern Tunisia. J Arid Land, 15(4), 407–423. http://www.springer.com/40333

Articles publiés dans des revues indexées

1. ABIDI O.,  SOUGUIR D.,  FILALI H., MZAHMA S., ZARAI B., HACHICHA M..,2023. Potentiel génotoxique d’une eau salée après l’application d’un champ magnétique. Article accepté pour publication dans « ANNALES DE l’INRAT, 96.  ISSN : 0365-4761 ». Revue indexée dans CABI.
2. Zhour Bouzidi, Nicolas Faysse, Insaf Mekki, Intissar Ferchichi, Emeline Hassenforder, Jean-Daniel Rinaudo. 2023. Gestion durable des ressources en eau souterraine au Maroc et en Tunisie : quels apports de quelques expériences fonctionnelles pour réfléchir à des solutions locales ? Alternatives Rurales , 9 ; DOI: https://doi.org/10.60569/9-a8.
3. Mekki, I., Zitouna-Chebbi, R., Benyoussef, S., Benabdelghaffar, A., Boukari, M., Jacob, F., and Albergel, J. 2023. Analysis of rainfed cereal-legume mixture cropping water productivity in Lebna catchment, Cap-Bon, Tunisia. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 2023, 100, pp.1-5. https://doi.org/10.5194/piahs-100-1-2023.
4. Vandôme, P., Leauthaud, C., Moinard, Sainlez, O., Mekki, I., Zairi, A., Belaud, G. 2023. Making technological innovations accessible to agricultural water management: Design of a low-cost wireless sensor network for drip irrigation monitoring in Tunisia. Smart Agricultural Technology, 4 (2023) 100227. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100227.

Liste des chapitres édités

1. Mohamed H., Khawla K., Dalila S., Sourour M., Mohamed B., Malek M. (2023) Innovation and Practical Experience of Using Saline Water at the Farm Level in Tunisia. In: Choukr-Allah, R., Ragab, R. (eds) Biosaline Agriculture as a Climate Change Adaptation for Food Security. Springer, Cham., pp 47-70. DOI: 10.1007/978-3-031-24279-3_.
2. Mohamed H., Khawla K., Gilani A. (2023) Water and salt regimes under irrigation with saline water inTunisia. In: Choukr-Allah, R., Ragab, R. (eds) Biosaline Agriculture as a Climate Change Adaptation for Food Security. Springer, Cham.,  pp 195-209. DOI: 10.1007/978-3-031-24279-3_10.
3. Sarra H., Manel G., Hajer A., Chiraz B., Mohamed N.K., Rim G., Helmi H., Hakim G., Naceur J. (2022) Use of Electrical Resistivity Tomography to Study the Impact of Long-Term Application of Sewage Sludge: Case Study of Oued Souhil Experimental Station, Nabeul (Tunisia). E. Heggy et al. (eds.), Sustainable Energy-Water-Environment Nexus in Deserts. Advances in Science, Technology & Innovation. DOI: 10.1007/978-3-030-76081-6_76
4. Mekki I and Zitouna-Chebbi R 2021 Assessing the Blue and Green Water Resources Use for Regional Crop Production in a Semi Arid Area (The Cap Bon Case Study, Tunisia). In Agriculture Productivity in Tunisia Under Stressed Environment. Book chapter in Springer water Editors Faiza Khebour Allouche, Mohamed Abu-hashim, Abdelazim M. Negm p 271-287. https://doi.org/10.1007/978-3-030-74660-5
5. M. Boukari , R. Zitouna-Chebbi , I. Mekki , A.Abdelghaffar , S. Benyoussef , F. Jacob  (2021). Evaluation of  biomass production and water productivity of cereal-legume mixture cropping in Lebna catchment, Cap-Bon, Tunisia. In Atlas Georesources International Congress (AGIC2021). 
6. A. Belgacem, V. Le Dantec, I. Mahjoub, I. Mekki, R.Zitouna Chebbi. Analysis of citrus actual evapotranspiration from different FAO56 crop coefficient approaches and eddy covariance observations under different water availability conditions. Poster In Atlas Georesources International Congress (AGIC2021).
7. I.Alaya, I. Mekki, M.Boukari, S. Benyoussef , F. Jacob, R. Zitouna Chebbi. Evaluation of WAPOR for the estimation of the annual rainfed crops biomass, Tunisia. In the 3rd Euro-Mediterranean Conference for Environmental Integration (EMCEI-2021).
8. A.Ben Abdelghaffar, I. Mekki, R. Zitouna Chebbi , M. Boukari , F. Jacob , S. Benyoussef. Evaluation of the efficiency of mixed cropping systems: case of the associated cereal-legume agricultural system in the Lebna-Cap Bon. In the 3rd Euro Mediterranean Conference for Environmental Integration (EMCEI-2021).-
9. Itidel Alaya, Rim Zitouna Chebbi, Insaf Mekki, Abdelaziz Zairi, Nesrine Taoujouti, Amal Châabane and Hacib El Amami. Evaluation of WaPOR evapotranspiration product for irrigated orchards in arid region. MedGU annual meeting Istanbul, Turkie, 25-28 nov 2021
10. Amani Belgacem, Itidel Alaya, Insaf Mekki, Imene Mahjoub, Abdelaziz Zairi, Valérie Le Dantec, Rim Zitouna Chebbi. Evaluation of WAPOR evapotranspiration product for citrus orchard in South Mediterranean region
    Advances in Science, Technology & Innovation EMCEI-2021).