Grâce à l’IA, une étude marocaine évalue avec plus de précision la vulnérabilité à la pollution des eaux souterraines dans le Loukkos

Combinant la méthode DRASTIC-LU/LC, qui évalue la sensibilité de l’eau souterraine à être affectée par une contamination provenant directement de la surface, avec le maching learning ou l’apprentissage automatique, quatre scientifiques marocains ont étudié la vulnérabilité des eaux souterraines de Rmel à la pollution.

Couvrant une superficie de 240 Km2, la nappe aquifère de Rmel (Loukkos) fait en effet face à des menaces croissantes de pollution en raison de la croissance démographique et du développement économique, pointe l’étude parue récemment dans la revue internationale Groundwater for Sustainable Development.

L’étude, qui s’est étalée sur deux ans, a mis en évidence la variation significative de la vulnérabilité à travers la nappe. Elle met en lumière également le potentiel de l’association de l’IA avec l’analyse géo-spatiale qui offre, contrairement aux méthodes classiques, une approche plus précise et objective de la cartographie des zones vulnérables.

52 échantillons d’eau analysés

52 échantillons d’eau ont été analysés en somme pour les concentrations de nitrates, en tenant compte de huit facteurs influençant la vulnérabilité, à savoir la profondeur et la lithologie de la nappe, la recharge nette, la texture du sol, la topographie, l’impact de la zone vadose, la conductivité hydraulique et l’utilisation des terres.

Quatre algorithmes d’apprentissage automatique ont été utilisés à cet effet avec la méthode DRASTIC-LU/LC : la perceptron multicouche (MLP), l’algorithme d’ensachage (BA), les K-plus proches voisins (KNN) et les arbres extrêmement randomisés (ERT).

« L’article, partie d’un projet de doctorat préparé par l’étudiant Morad Chahid, et encadré par les professeurs Jamal Eddine Stitou El Messari, Ismail Hilal et ma personne, a eu le mérite de paraître dans une revue scientifique de grande renommée. L’étude s’est étalée sur une période de deux ans. Nous avons eu recours à la télédétection spatiale -les données radar et satellites ont été collectées à partir du site de la NASA– que nous avons couplées au maching learning, le tout en exploitant des données basées sur des prélèvements effectués par l’Agence du bassin hydraulique (ABH) du Loukkos », explique à Médias24 Mourad Aqnouy, professeur-chercheur à la Faculté de sciences et techniques d’Errachidia, qui a pris part à l’étude.

Le sud et le nord-ouest de la nappe enregistrent les niveaux de vulnérabilité les plus élevés

Les résultats mettent en évidence une variation significative de la vulnérabilité à travers la nappe aquifère de Rmel, avec des niveaux élevés à très élevés dans les régions du sud et du nord-ouest, et des niveaux modérés à faibles dans les zones du nord-est et du centre.

Les cartes de vulnérabilité ont été validées en comparant les concentrations de nitrates observées dans les échantillons d’eau, confirmant la précision du modèle choisi, affirme l’étude. La profondeur des eaux souterraines, la recharge nette et la conductivité hydraulique ont été identifiées comme les facteurs les plus importants influençant la vulnérabilité à la pollution dans le périmètre étudié.

D’après l’étude en question, la fusion des algorithmes d’apprentissage automatique avec les données géo-spatiales offre une approche plus précise et objective de la cartographie des zones vulnérables, surmontant efficacement les limites des méthodes traditionnelles. Elle peut ainsi servir d’outil précieux pour les politiques publiques et la gestion des eaux souterraines.

« Contrairement aux méthodes classiques qui ne permettent que l’évaluation individuelle des forages, la méthode à laquelle nous avons eu recours permet une interpolation spatiale sur l’ensemble du périmètre étudié, à savoir au niveau des 52 forages assujettis à l’analyse », confirme Mourad Aqnouy.

Province Al Haouz : les eaux souterraines prennent le relai des barrages

Dans la région de Marrakech-Safi, la zone d’action de l’Office régional de mise en valeur agricole d’Al Haouz (ORMVAH) s’étend sur une superficie de 663.000 ha, dont 473.000 ha de superficie agricole utile. Plus de la moitié (273.000 ha) sont irrigués. On peut y trouver des céréales, des oliviers, des abricotiers ou encore des agrumes.

Une partie de ce périmètre irrigué a récemment fait l’objet d’un appel d’offres lancé par l’ORMVAH pour la distribution des eaux d’irrigation dans les périmètres irrigués du Haouz, notamment celui du Haouz central (48.600 ha), relevant de la préfecture de Marrakech et de la province d’Al Haouz.

Les prestations de cet appel d’offres concernent également toutes les extensions des nouveaux périmètres dont la commune rurale Assif El Mal. D’après l’extrait du procès-verbal de la séance de l’appel d’offres, dont les plis ont été ouverts le 7 février 2023, c’est Helpy Project qui l’a remporté face à trois concurrents, pour un montant compris entre 1,2 et 2,4 millions dirhams TTC, soit l’offre la plus avantageuse.

Ce marché est conclu pour un an et reconduit par tacite reconduction d’année en année pour une durée maximale de trois ans. Le prestataire de services est tenu d’engager des agents qualifiés, dotés notamment d’un vélomoteur, pour exécuter le programme de distribution d’eau d’irrigation qui consiste principalement en l’ouverture et la fermeture des prises des canaux d’irrigation conformément aux tours d’eau établis par les sections d’irrigation de l’ORVMA du Haouz.

Il s’agit également d’effectuer un suivi systématique des consommations individuelles des eaux d’irrigation, de l’état de fonctionnement des réseaux d’irrigation, de la mise à jour de l’état parcellaire et du suivi de l’occupation des sols. Sans oublier la surveillance des équipements hydrauliques.

Un taux de remplissage des barrages au plus bas

Selon l’Agence du bassin hydraulique de Tensift (ABHT), ce sont les eaux souterraines qui permettent d’irriguer les surfaces agricoles dans le Haouz central, « les dotations agricoles à partir des barrages ayant été suspendues », assure à Médias24 une source à l’ABHT, en écho à la décision prise il y a quelques mois par le ministère de l’Agriculture.

Au moment de son intervention lors d’une session de questions orales à la Chambre des conseillers, le 1er novembre 2022, Mohammed Sadiki, ministre de l’Agriculture, avait annoncé la décision « d’arrêter d’irriguer les plantations à partir des barrages agricoles dans les zones agricoles des provinces de Tadla et d’Al Haouz« .

Il avait ajouté : « Les régions de Doukkala-Abda, Souss-Massa (Issen) et Drâa-Tafilalet sont également concernées, en attendant l’amélioration des taux de remplissage des barrages. » Si les taux de remplissage de certains barrages se sont améliorés, le déficit hydrique dans la province du Haouz est toujours aussi important.

En temps normal, le périmètre irrigué du Haouz central reçoit 338 millions de m3 par an, à partir des barrages Hassan Ier (256 Mm3) et Lalla Takerkoust (82 Mm3), à raison de 6.000 à 8.000 m3/ha. D’après la Direction générale de l’eau, ce jeudi 8 mars, le taux de remplissage du barrage Hassan Ier est d’à peine 17,2% (40,5 Mm3), alors que celui de Lalla Takerkoust est de seulement 22,5% (12 Mm3).

Face à cette pénurie d’eau dans les barrages, la pression s’accentue sur les eaux souterraines dont les niveaux piézométriques ont également diminué. Pour preuve, l’Association marocaine d’irrigation par aspersion et goutte à goutte (AMIAG) déplorait, dans un précédent article de Médias24, les interdictions de pompage qui ont mis à mal plusieurs opérateurs du secteur de l’irrigation dans la province du Haouz.