Abstract :
[en] Water is an important resource for agriculture in Sahelian region countries like Burkina Faso. Therefore, several agricultural development projects seek to address challenges related to water management. To this day, uptake of available opportunities and solutions by local administrations remains limited, as exemplified by The Upper-Comoé river basin in southwest Burkina Faso. Without improved water management, there is limited possibility of increasing productivity in a region where agriculture remains the main economic engine. The research for thesis aimed to contribute to enhanced management of surface water for agriculture in the Upper-Comoé basin. Focusing on open source satellite remote sensing tools and communication platforms (instant open messaging apps), the study examined their potential for improving water management. Having ascertained that challenges in communication and information access, a WhatsApp based information system was tested in the river basin. The system was enhanced by a Google Earth Engine based vegetable irrigated plots evaluation method established along Comoé river, and a water delivered adequacy metric, that allowed us to compare water discharges delivered to different user groups with their water needs, thereby enabling an identifying of water wasters. The suite of methods and measures constitute a hydro-agricultural monitoring tool, which was provided to the Local Water Committee for purposes of improving equity and transparency in water management.
The information system was developed based on findings from a baseline study of water users’ needs. Two others data collection and analysis activities carried out during the fieldwork. Areas of small irrigated vegetable holdings were estimated by way of a Classification and Regression Tree (CART) algorithm, a satellite images classifier. This method simultaneously combines Sentinel-1 and Sentinel-2 images and spectral indices (NDVI, NBR2, MNDWI) for classification. It is based on a Javascript script elaborated from Google Earth Engine platform.
Before developing the research design, a reconnaissance survey was conducted to assess the potential for utilisation of the water management tools proposed by research to gain a basic understanding of the water management system and issues in the region. Results showed that the level of utilisation of the water management tools in question is low. It likewise suggested that the perfect institutionalisation of such tool may improve their utilisation by workers. It revealed that main challenges related to water management were, lack of accurate information that would enable users to plan allocation, low efficiency of water usage, expansion of planted areas despite productivity remaining low, and the gap between water demand and supply. Finally, we found that communication among stakeholders is a weak link in water management. While the Local Water Committee provided a vehicle for disseminating information about water resources, such information often did not go beyond it technical sub-committee charged with elaborating water allocation plans.
This thesis demonstrated that open source tools could serve as a simple, low cost, user-friendly mechanism to address water challenges in Burkina Faso. It also suggested ways of bridging scientific knowledge with practical applications.
[fr] L’importance de l’eau pour l’agriculture n’est plus à démontrer dans un pays sahélien comme le Burkina Faso. C’est pourquoi depuis des décennies, plusieurs initiatives de recherche de solutions à la problématique de gestion non rationnelle de l’eau ont été conduites. Cependant, les solutions proposées demeurent toujours peu utilisées par les administrations locales pour impacter significativement le développement agricole. Cette recherche s’inscrit dans ce cadre et a pour objet de contribuer à l’amélioration de la gestion des ressources en eau au Burkina Faso. Après une analyse du contexte qui a permis d’identifier les besoins des acteurs de l’eau du sous-bassin versant de la Haute-Comoé dans le Sud-Ouest du pays, leurs difficultés, les forces et faiblesses du système d’information sur la gestion de l’eau, elle s’est particulièrement focalisée sur les outils libres de télédétection satellitaire et les plateformes de communication open source notamment les applications libres de messagerie instantanée, pour examiner leur apport dans l’amélioration de la gestion de l’eau. Pour ce faire, un système d’information basé sur l’application WhatsApp a d’abord été expérimenté dans la zone d’étude où les difficultés de communication entre les parties prenantes de la GIRE impactaient négativement la valorisation efficiente des ressources en eau de surface. Ce système a ensuite été renforcé par une méthode d’évaluation des surfaces cultivées irriguées le long des berges de la rivière Comoé, à partir de la plateforme Google Earth Engine. L’ensemble des méthodes proposées forme un outil de suivi hydro-agricole à la disposition du Comité Local de l’Eau pour améliorer l’équité et la transparence dans la gestion de l’eau.
L’étude du contexte a été réalisée à travers une enquête sur les outils de gestion de l’eau précédemment promus par les projets de recherche et une analyse-diagnostic de la problématique de gestion de l’eau et du système d’information sur la gestion de l’eau dans la région. Elle montra une faible utilisation des outils de gestion expérimentés dans le sous-bassin. Elle indiqua par ailleurs qu’une parfaite intégration de l’outil dans la structure bénéficiaire améliorera le taux d’utilisation au niveau individuel qui, était de 47 % pour les outils promus par les Projets GEeau et BF 102 (N=106). Aussi, elle souligna que les défis relatifs à la gestion de l’eau sont notamment le manque de connaissances précises pour planifier les usages, la faible efficience d’utilisation de l’eau, l’accroissement fulgurant des emblavures alors que les productions agricoles restent faibles, et le déséquilibre entre l’offre et la demande en eau. Enfin, elle a aussi révélé que la communication entre les acteurs de l’eau reste un maillon faible dans la gestion et que le système d’information sur l’eau du Comité Local de l’Eau (CLE) constitue un dispositif efficace pour la production d’informations. Cependant, ces informations restent limitées au Comité technique en charge de son élaboration et n’atteignent pas tous les membres du CLE en l’absence d’un canal approprié de diffusion.
Un nouveau système d’information basé sur l’application WhatsApp a donc été conçu en guise d’amélioration de celui du CLE après une enquête de base pour évaluer les besoins en information. Deux autres enquêtes évaluatives ont été réalisées au cours de l’expérimentation. Les données collectées sur les débits de la rivière Comoé ont constitué essentiellement les informations du système. Ils ont été déterminés à partir des mesures de hauteurs d’eau auprès de stations hydrométriques installées en des sections droites du cours d’eau.
La méthode d’évaluation des surfaces cultivées irriguées est basée sur le classificateur d’images satellitaires Classification and Regression Tree (CART) avec une combinaison à la fois d’images Sentinel-1 et 2 et des indices spectraux (NDVI, NBR2, MNDWI). Cette méthode a été élaborée à partir d’un script du type Javascript composé sur la plateforme Google Earth Engine qui utilise comme données d’entrée des collections d’images Sentinel-1 et 2.
L’adéquation d’allocation de l’eau, un indicateur qui compare les débits alloués aux usagers et leurs besoins, a été le critère ciblé pour apprécier le niveau d’allocation de l’eau. Pour déterminer ce critère, les besoins en eau des cultures de chaque groupe d’usagers ont donc été préalablement déterminés suivant la méthode à coefficient cultural unique proposée par le manuel ‘FAO-56.’
Cette thèse a démontré que des outils libres d’accès peuvent être utilisés dans un mécanisme coordonné, simplifié, intuitif et peu coûteux pour résoudre des problèmes spécifiques de gestion de l’eau au Burkina Faso. Elle a aussi suggéré des pistes pour faire le lien entre les connaissances scientifiques et leurs applications pratiques.
Name of the research project :
Projet d'Appui au Développement de l'Agriculture Irriguée au Burkina Faso, PADI BF-102
