Wasaca

Résumé

Le changement climatique et la demande croissante en ressources hydriques entraînent un assèchement progressif de la région du plateau andin sud-américain (Altiplano). Ainsi, le lac Poopó, 4000 m d’altitude, a perdu 99 % de sa surface en 10 ans. Le processus de désertification semble associé à des pratiques agricoles inadaptées ainsi qu’à un détournement du rio Mauri au Pérou. La rareté de l'eau et la dégradation des sols associées à la situation actuelle entraînent une diminution progressive du rendement de la culture du Quinoa alors que cette activité représente une  activité économique importante de la région. Cette situation devrait s'aggraver aux horizons 2050 et 2100 en raison des scénarios de changement climatique.

Dans ce contexte, l'irrigation par les eaux usées est considérée comme une trajectoire d'adaptation "évidente" pour surmonter la pénurie d'eau et la dégradation des sols à court terme. Cependant, à long terme, l'irrigation par les eaux usées s'accompagne également de risques environnementaux et sanitaires importants, qui pourraient aggraver la situation actuelle. C'est particulièrement vrai sur l'Altiplano où le contexte géologique et les nombreuses activités minières entraînent des concentrations élevées de métaux dans les ressources en eau potentiellement utilisées pour l'irrigation.

La transition vers une adaptation optimale de l'agriculture régionale nécessite une compréhension claire de la situation actuelle et des facteurs (climat, gestion agricole, détournement de rivières en amont, ...) qui y ont conduit. Cette tâche est compliquée en raison de la rareté des données et du manque de contrôle lié à l'éloignement et au contexte socio-économique. Dans cette situation, le projet vise à développer des outils de télédétection et une approche de modélisation pour comprendre (1) le rôle respectif des changements climatiques et de la modification de l'occupation des sols dans (i) le processus de pénurie d'eau régionale et (ii) la dégradation des sols en termes de salinité et de pollution métallique. Compte tenu du contexte régional particulier et de l'intérêt de l'utilisation des eaux usées pour l'irrigation, une attention particulière sera accordée à la mise en évidence de l'effet catalyseur potentiel de cette pratique sur la dégradation des sols.

Les résultats de ces études servent de support pour alimenter une approche participative continue avec les acteurs locaux, afin de réfléchir à l’impact probable des pratiques actuelles et pour engager un processus collectif vers une adaptation durable aux horizons 2050 et 2100.

En ce qui concerne le contexte interdisciplinaire, le projet est mené à travers la collaboration de différentes unités de recherche françaises, boliviennes et brésiliennes au regard de leur expertise en modélisation (Espace-Dev, IGE, IHH), télédétection (TETIS, Espace-Dev), géochimie (HSM, IGE, UnB) et approche participative (SENS, ONG "Agua sustentable").

Abstract

Climate change and increasing demand for water resources lead to a gradual drying up of the South American Andean plateau (Altiplano). Thus, the Poopó lake, 4000 m of altitude, has lost 99% of its surface in 10 years. The desertification process seems to be associated with unsuited agricultural practices as well as the deviation of the Mauri River in Peru. Water scarcity and soil degradation associated to the current situation are leading to a progressive decrease of Quinoa crop yield production, while this activity represents an important economic activity in the region. This situation is expected to get worse at horizon 2050 and 2100 due to climate change scenarios.

In this context, wastewater irrigation is foreseen as an “obvious” trajectory adaptation to overcome both water scarcity and soil degradation at short-term scale. However, at long-term scale wastewater irrigation also comes with important environmental and sanitary hazards, which could worsen the current situation. This is especially true over the Altiplano where the geological context and numerous mining activities bring elevated metal concentrations into the water resources potentially used for irrigation purpose.

The transition towards an optimal adaptation of regional agriculture requires a clear understanding of the current situation and the factors (climate, agricultural management, upstream river deviation, ...) that led to it. This task is complicated by the scarcity of data and the lack of control due to the remoteness and socio-economic context. In this situation, the project Wasaca aims at developing remote-sensing based tools and modeling approach to understand (1) the respective role of climate change and land use land cover modification in (i) the regional water scarcity process and (ii) soil degradation in terms of soil salinity and metal pollution. Considering the particular regional context and interest in the use of wastewater for irrigation, a special attention will be paid to highlight the potential catalytic effect of such practice on land degradation.

The results of these studies serve as a basis for a continuous participatory approach with local stakeholders in order to assess the probable impact of current practices and to initiate a collective process towards sustainable adaptation by 2050 and 2100.

Regarding the interdisciplinary context, the project is led through the collaboration of different French, Bolivian and Brazilian research units regarding their expertise in modelling (Espace-Dev, IGE, IHH), remote sensing (TETIS, Espace-Dev), geochemistry (HSM, IGE, UnB) and participatory approach (GREEN, NGO “Agua sustentable”).

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L’équipe SENS contribue plus spécifiquement à la composante suivante du projet :

Dans le cadre du WP3 (“Engager les parties prenantes dans l’adoption de pratiques agricoles durables”) dont SENS est en charge, nous souhaitons mettre en place une démarche de modélisation d’accompagnement (ComMod) autour de la disponibilité des ressources en eau, liée aux questions environnementales et sanitaires, pour envisager collectivement des trajectoires durables aux horizons 2050 et 2100. ComMod privilégie les jeux de rôle, ce qui limite l'exploration temporelle des simulations. Or l’originalité technique de ce WP3 repose sur l’utilisation de simulations hybrides en permettant aux participants d’interagir avec un simulateur informatique et de se projeter sur le temps long. Son objectif est de déterminer quelles sont les conditions nécessaires pour permettre une transformation durable de la gestion des communs, ici appliquée à un socio-agroécosystème très fragilisé. Une posture critique est proposée pour répondre aux enjeux d’équité sociale et prendre en compte les asymétries de pouvoir. En termes d’enjeux sur le dialogue sciences-société, la démarche facilitera les interactions entre les scientifiques et acteurs locaux, qui peuvent partager leurs connaissances, co-construire des scénarios et envisager collectivement des solutions ou des nouvelles formes d’organisation pour renforcer les gestions des communs. Des outils innovants seront mobilisés et développés pour aider à la gestion collective de ce territoire en favorisant la transparence de la démarche et des informations produites. La finalité sociétale est recherchée à travers l’appropriation de la démarche et des outils par les acteurs, ce qui garantira la pérennité du projet. Un travail de conception et de développement informatique ira de pair avec des travaux en sciences sociales qui nécessitent une forte implication sur le terrain et avec les organisations paysannes, ainsi que la participation des acteurs et des autres chercheurs du projet.

In the framework of WP3 ("Engaging stakeholders in the adoption of sustainable agricultural practices"), which SENS is in charge of, we intend to implement a companion modelling approach (ComMod) around the availability of water resources, linked to environmental and sanitary issues, in order to collectively consider sustainable trajectories for the 2050 and 2100 horizons. ComMod favors role playing games, which restricts the temporal exploration of simulations. However, the technical originality of this WP3 is based on the use of hybrid simulations by allowing participants to interact with a computer simulator and to project themselves over the long term. Its objective is to determine what conditions are necessary to enable a sustainable transformation of the management of the commons, here applied to a very vulnerable socio-agroecosystem. A critical posture is proposed to address issues of social equity and take into account power asymmetries. In terms of issues related to science-society dialogue, the approach will facilitate interactions between scientists and local stakeholders, who can share their knowledge, co-construct scenarios and collectively consider solutions or new forms of organization to strengthen the management of the commons. Innovative tools will be mobilized and developed to help the collective management of this territory by promoting the transparency of the process and the produced information. The societal purpose is sought through the appropriation of the approach and tools by the stakeholders, which will guarantee the sustainability of the project. Computer design and development work will go hand in hand with social science work, which requires a strong involvement in the field and with farmers' organizations, as well as the participation of stakeholders and other project researchers.