L'alerte précoce et la prévision des
rendements
agricoles dans trois provinces du Burkina Faso
:
Passoré, Yatenga et Soum.
Travail de Fin d'Etudes présenté par
Ouassomdé Paul Sylvestre RAMDE En vue de l'obtention du diplôme
de Master complémentaire en gestion des risques
naturels.
Jury composé de :
Promoteur : Bernard TYCHON Lecteurs: Pierre
OZER
Michel ERPICUM
Année académique 2008-2009.
REMERCIEMENTS
Je souhaite formuler mes vifs remerciements à
toutes les personnes qui ont contribué à la réalisation de
cette formation en gestion des risques naturels. J'adresse en particulier, ma
reconnaissance à:
Monsieur Bernard TYCHON, mon promoteur, qui m'a fait
bénéficier de ses compétences et de son expérience
en me guidant méthodiquement par des conseils et critiques dans les
étapes de ce travail.
Madame Marianne Von FRENCKELL, et Messieurs André
OZER, Pierre OZER et Roger PAUL, responsables du Master complémentaire
en gestion des risques naturels au sein de l'Université de Liège
et de la faculté des Sciences Agronomiques de Gembloux.
Messieurs Pierre OZER et Michel ERPICUM qui ont
accepté être membres du jury pour la soutenance du présent
travail de fin d'études malgré leurs responsabilités
respectives.
Monsieur Bakary DJABY à qui nous disons:
«noaâg sâa kum bii f reeg båogo» : je demande de
vous rappeler quotidiennement de mes remerciements.
Messieurs Amani Louis KOUADIO et Farid TRAORE pour le soutien
moral et les multiples conseils.
La Commission Universitaire pour le Développement
(CUD), mon organisme boursier qui m'a permis de suivre dans de bonnes
conditions la formation de Master complémentaire en gestion des risques
naturels.
Tout le personnel administratif et pédagogique de
l'université de Liège et les collègues de la promotion
pour la disponibilité et l'écoute.
Toutes les personnes qui m'ont aidé pendant la
recherche d'informations en vue de préparer ce Master.
Les familles RAMDE, OUEDRAOGO, DAMIBA, SOME pour toutes les
multiples formes de soutien.
Que toutes les personnes qui m'ont apporté leur
soutien mais qui n'ont pas été citées dans ces lignes
retrouvent ici l'expression de ma profonde gratitude.
TABLE DES MATIERES
RESUME vii
ABSTRACT viii
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ix
INTRODUCTION 1
Contexte et Problématique 1
Objectifs 2
Objectif général 2
Objectif spécifique 2
Hypothèses de travail 3
I. PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE 4
1.1. Localisation de la zone d'étude 4
1.2. Productions agricoles et situation alimentaire des
ménages 5
1.3. Importance du sorgho et du mil en matière de
sécurité alimentaire 5
1.4. Caractéristiques agronomiques du sorgho et du mil
6
1.5. Evolution des rendements du mil et du sorgho 6
1.6. Evolution des superficies du sorgho et du mil 8
1.7. Pauvreté et sécurité alimentaire 9
1.8. Appréciations des précipitations par
différents acteurs 10
1.8.1. Appréciation des précipitations selon les
producteurs 10
1.8.2. Appréciation des précipitations selon la
Direction Nationale de la Météorologie 10
1.9. Relation entre la longueur de la saison des pluies et les
spéculations agricoles 13
1.10. Mécanismes de gestion des risques
d'insécurité alimentaire au Burkina Faso 14
II. METHODOLOGIE 16
2.1. Définition de concepts clés 16
2.1.1. Sécurité Alimentaire 16
2.1.2. Système d'alerte précoce 16
2.2. Matériel de travail 16
2.2.1. Sources des données 16
2.2.2. AgroMet-Shell (AMS) 17
2.2.3. Fonctionnement de AMS 17
2.2.3.1. Données d'entrées 17
2.2.3.2. Sorties du modèle AMS 17
2.2.4. Modèle VAST (Vegetation Analysis in Space and
Time). 18
2.2.5. New LocClim 18
2.2.6. Statistica 19
2.3. Méthodes. 19
2.3.1. Modèle VAST 19
2.3.2. Modèle AMS 20
2.3.3. Windisp 21
2.3.4. Pluviométrie et rendements agricoles historiques
21
2.3.5. Statistica 21
2.3.6. Microsoft Excel 22
2.3.7. Modélisation à partir des données de
www.tutiempo.net 22
III. RESULTATS ET ANALYSES 24
3.1. Modèle de prévision des rendements agricoles
dans la Province du Passoré 24
3.1.1. Prévision des rendements du mil 24
3.1.2. Prévision des rendements du sorgho 26
3.2. Modèle de prévision dans la Province du
Yatenga 27
3.2.1. Prévision des rendements du mil 27
3.2.2. Prévision des rendements du sorgho 29
3.2.3. Vérification des hypothèses de pertinence et
de précocité 31
3.3. Modèle de prévision des rendements dans la
Province du Soum 31
3.3.1. Prévision des rendements du mil 32
3.3.2. Prévision des rendements du sorgho 33
3.3.3. Vérification des hypothèses de
pertinence et précocité 35
3.4. Prévision de rendements à l'aide de
données pluviométriques obtenues sur un
www.tutiempo.net 36
3.4.1. Prévision des rendements du mil 36
3.4.2. Prévision des rendements du sorgho 38
CONCLUSION 41
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 42
ANNEXES 45
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Etendue des provinces de la zone d'étude
5
Tableau 2 : Caractéristiques agronomiques du sorgho et
du mil. 6
Tableau 3 : Modèles de prévision des rendements
du mil au Passoré 25
Tableau 4 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision des rendements du mil au Passoré
25
Tableau 5 : Modèles de prévision des rendements
du sorgho dans le Passoré 26
Tableau 6 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision du rendement du sorgho au Passoré
26
Tableau 7 : Modèles de prévision des rendements
du mil au Yatenga 28
Tableau 8 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision des rendements du mil au Yatenga 28
Tableau 9 : Modèles de prévision des rendements
du sorgho au Yatenga 29
Tableau 10 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision du rendement du sorgho au Yatenga 30
Tableaux 11: Modèles de prévision des
rendements du mil au Soum 32
Tableau 12 : Indicateurs d'appréciation du
modèle de prévision des rendements du mil au Soum 33
Tableau 13 : Modèles de prévision des
rendements du sorgho au Soum 34
Tableau 14 : Indicateurs d'appréciation du
modèle de prévision du sorgho au Soum 34
Tableau 15 : Modèle de prévision des rendements
du mil au Yatenga à partir des données de
www.tutiempo.net
37
Tableau 16 : Tableau de comparaison des indicateurs
d'appréciation des modèles élaborés à partir
des données obtenues en station et celles acquises de
www.tutiempo.net.
37
Tableau 17 : Modèles de prévision des
rendements du sorgho au Yatenga à partir des données
pluviométriques provenant de
www.tutiempo.net.
38
Tableau 18 : Tableau de comparaison des indicateurs
d'appréciation des modèles de prévision
élaborés à partir des données obtenues en station
et celles provenant de
www.tutiempo.net.
38
LISTE DES FIGURES
Figure 1 et 2: Evolution des rendements (Kg/ha) du mil et du
sorgho. 7
Figures 3 et 4: Evolution des superficies (ha) du mil et du
sorgho 8
Figure 5 : Incidence de la pauvreté dans la
Région du Nord au cours d'une décennie. 9
Figure 7 : Evolution des rendements historiques du mil et du
sorgho dans la province du Passoré. 24
Figure 8: Evolution des rendements du mil et du sorgho dans
la province du Yatenga de 1986 à 2003. 27
Figure 9 : Relation entre rendements historiques et
rendements simulés du mil au Yatenga. 29
Figure 10 : Relation entre rendements historiques et
rendements simulés du sorgho au Yatenga. 30
Figure 11: Représentation des rendements
observés et simulés du mil et du sorgho dans la province du Soum.
32
Figure 12 : Relation entre rendements historiques et
simulés du sorgho au Soum. 35
LISTE DES CARTES
Carte 1: Présentation de la zone d'étude
4
Cartes 2 et 3 : Variation des précipitations au
Burkina Faso. 11
Cartes 4 et 5 : Variation des précipitations au
Burkina Faso 12
Carte 6: Longueur de la saison des pluies. 13
RESUME
Le Burkina Faso est un pays sahélien situé dans
la boucle du Niger. Dans la partie Nord du pays, l'insécurité
alimentaire est une préoccupation pour les habitants de cette partie du
pays, les autorités nationales et les partenaires au
développement. A cet effet, la connaissance avant les récoltes du
niveau de la production agricole est importante pour un système d'alerte
précoce décentralisé d'une zone qui présente une
production agricole en lien avec les variations climatiques. Celles-ci
présentent des changements très significatifs
démontrés par les producteurs agricoles et la Direction Nationale
de la météorologie. La prévision des rendements est
également un moyen de connaître les localités
concernées par le déficit céréalier et de
définir à temps la manière et les opportunités
d'intervention. Dans le cadre de ce Travail de Fin d'Etudes nous nous
intéressons à la prévision des rendements agricoles de
deux céréales de base alimentaire à partir des variables
agronomiques, pédologiques et climatiques des provinces du
Passoré, Yatenga et Soum au Burkina Faso. Les différentes
données citées ci-dessus ont permis de proposer des
modèles de prévision des rendements agricoles. Les
résultats d'appréciation des modèles proposés et
les tests en vue de prédire l'erreur de généralisation de
ceux -ci montrent que dans la province du Passoré aucun modèle
proposé n'est fiable pour la prévision des rendements du mil et
du sorgho. Il en est de même pour la prévision des rendements du
Sorgho dans la province du Yatenga. Les paramètres d'appréciation
du précédent modèle sont : R2=19.63 %, R2p=18.62%,
RMSE=221.97 Kg/ha et RRMSE=35.35%. Par contre, les modèles de
prévision des rendements du sorgho et du mil dans la province du Soum
ont des résultats satisfaisants. Il en est de même pour le
modèle de prévision des rendements du mil au Yatenga. Ce dernier
présente les paramètres d'appréciation suivants:
R2=65.89%, R2p=62.43%, RMSE=132.70 Kg/ha et RRMSE=22.53%. Ces modèles de
prévision des rendements du mil ou du sorgho, qui présentent des
résultats favorables utilisent deux ou trois variables explicatives. Les
variables des différents modèles présentent des
caractéristiques pertinentes du point de vue agronomique et ont
très souvent un caractère précoce, d'où leur
importance comme indicateurs dans le système d'alerte précoce. La
comparaison des résultats des modèles élaborés
à partir des données climatiques issues du site web
www.tutiempo.net et ceux obtenus
à partir des données collectées en station montre que les
données des stations sont meilleures pour l'élaboration des
modèles de prévision des rendements agricoles.
Mots clés: Burkina,
prévision, rendements, SAP décentralisé, R2p, RRMSE,
variable, précoce.
ABSTRACT
Burkina Faso lies around the Niger River. In the Northern part
of country, food insecurity is a worry for inhabitants, authorities, and rural
development partners. Therefore, knowledge of food production level by local
yield forecasting before harvest is important to the local Early Warning
Systems (EWS) in areas where there are significant climate change as shown by
famers and National Direction of meteorology. It's also a way to know food
deficient localities and to define in time the way and opportunity for
intervention. In this Complementary Master thesis work, we intend to forecast
yield of two basis food cereals using meteorological, soil and crops
information of three Burkina Faso's province: Passoré, Yatenga and Soum.
The different data enumerated above permitted to propose crop yield forecasts.
The evaluation of the models given by the generalization error shows that, in
the province of Passore, none forecasting model is reliable to predict yield of
millet or sorghum. It's the same for the sorghum yield prediction in the
province of Yatenga. The main model performance parameters are: R2=19.63 %,
R2p=18.62%, RMSE=221.97 Kg/ha and RRMSE=35.35%. The models to forecast yield of
millet and sorghum in the province of Soum are much more reliable. Similar good
results are found for the millet yield forecasting in the province of Yatenga.
In this last case performance parameters show that: R2=65.89%, R2p=62.43%,
RMSE=132.70% and RRMSE=22.53%. These reliable models use two to three
explicative's variables. These variables have an agronomic meaning and they are
early enough in several cases to serve for actual prediction. So, they may be
of potential usefulness in local Early Warning System. The comparison of yield
forecasting results based on one hand on weather station data and on the other
hand on data taken from the Tutiempo internet web site shows that meteo station
data is still better for yield forecasting process.
Key words: Burkina, forecast,
yield, local EWS, R2p, RRMSE, variable, Early.
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
CRC : Croix Rouge Canadienne
DGPER1 : Direction
Générale de la Promotion de l'Economie Rurale
DRMAHRH/N: Direction Régionale du
Ministère de l'Agriculture, de l'Hydraulique et des Ressources
Halieutiques du Nord
FAO: Food and Agricultural Organization
FEWSNET: Famine Early Warning Systems Network
INERA : Institut de l'Environnement et de la
Recherche Agricole
INSD: Institut National des Statistiques et de
la Démographie
MAHRH : Ministère de l'Agriculture de
l'Hydraulique et des Ressources Halieutiques
MCTC : Ministère de la Culture du
Tourisme et de la Communication
MRA : Ministère des Ressources
Animales
MT : Ministère des Transports
MED : Ministère de l'Economie et du
Développement
NDVI: Normalized Difference Vegetative Index
R2 : Coefficient de
détermination entre les rendements historiques et les variables
explicatives
R2p : Coefficient de
détermination en phase de validation
RMSE: Root Mean Square Error
RRMSE: Relative Root Mean Square Error
SAP : Système d'Alerte Précoce
SISA : Système d'Information sur la
Sécurité Alimentaire
TFE : Travail de Fin d'Etudes.
1 Ce service portait le nom de Direction
Générale de la Prévision et des Statistiques Agricoles
(DGPSA).
INTRODUCTION
Contexte et Problématique
La région du Sahel en Afrique a connu ces vingt
dernières années des conditions climatiques défavorables
qui ont causé une crise alimentaire et une malnutrition chronique. Les
pays les plus durement touchés sont le Niger, le Burkina Faso, le Mali
et la Mauritanie (CRC, 2009). Selon Leprun (1989), le Sahel est une ceinture
semi-aride de terres sablonneuses pauvres, jonchées de pierres, qui
s'étend sur 3 860 kilomètres sur toute la largeur du continent
africain. Il s'étend de 10 à 18° de latitude Nord, et de 4
à 15° de longitude Ouest. Il correspond à la zone de
séparation physique et culturelle entre la partie sud qui possède
des sols plus fertiles et le désert caractérisé par les
sècheresses, des épisodes de famines et une dépendance
alimentaire récurrente. Le Burkina Faso est un pays sahélien
situé à l'intérieur de la boucle du fleuve Niger entre
10° et 15° de latitude Nord et entre 2° de longitude Est et
5°30' de longitude Ouest (Burkina, 2007). La superficie du pays est de 274
200 km2, et la population était estimée à 12 802 284
habitants, soit une densité moyenne de 47,3 habitants par km2 (INSD,
2007). Depuis quatre décennies, le Burkina Faso connaît des
variations climatiques assez importantes. La sècheresse des
années 1970 a provoqué une grave famine qui a coûté
de nombreuses vies humaines et causée d'importantes pertes de cheptel
(Sawadogo, 2007). Selon Ouédraogo (2004), le phénomène de
crises n'est pas récent au Burkina Faso. De grandes famines ont
été constatées en 1931 et 1932, des sècheresses
catastrophiques ont concerné les années 1970, 1973, 1983-1984,
2000-2001, et des inondations importantes ont eu lieu en 1992 et 1994.
L'ensemble des éléments sus cités affecte
considérablement le niveau de production alimentaire. En milieu rural,
la production agricole est la principale source d'alimentation des
ménages. Cette production est fortement dépendante des
aléas climatiques. Pour faire face à de tels
évènements désastreux le gouvernement en collaboration
avec d'autres partenaires au développement ont mis en place un
Système d'Alerte Précoce (SAP) au niveau national. Ce
système d'alerte orienté sur la prévention du risque
d'insécurité alimentaire est devenu fonctionnel à partir
de 2006-2007, à travers le démarrage de son chantier de
rénovation méthodologique, et de relance de la surveillance de la
situation alimentaire par régions (SAP, 2008).
Au Burkina Faso, plus de 80% de la population active oeuvre
dans le secteur agricole d'où son importance dans le régime
alimentaire des ménages surtout en milieu rural. Dans un tel contexte
pouvoir prédire les productions agricoles d'une zone donnée,
c'est prendre de l'avance sur la situation alimentaire de cette zone. La
région du Nord et du Sahel au Burkina Faso, sont
caractérisées par des situations alimentaires chroniquement
déficitaires. L'alerte précoce est vue comme une stratégie
pouvant participer à la gestion d'éventuelles crises
alimentaires. Les informations objectives
et les moyens d'alerte rapide exercent un rôle crucial,
en permettant d'entreprendre, en temps voulu et de façon
appropriée, les interventions qui permettent d'éviter des
souffrances (Diouf, 2008). Dans un pays, présentant une forte
diversité écologique, comme le Burkina Faso, l'alerte
précoce élaborée au niveau décentralisé est
un moyen de fournir des informations précises et objectives propres aux
caractéristiques agro-climatiques de chaque localité. Tenant
compte du caractère actif récent du SAP au Burkina Faso
(2006-2007), de l'insuffisance des ressources humaines directement
allouées à ce service, et de sa forte dépendance en
données d'analyse d'autres services de la Direction
Générale de la Promotion et de l'Economie Rurale (DGPER), une
analyse à l'échelle décentralisée revêt une
importance capitale (SAP, 2008). Selon Balaghi et al. (2009), les
modèles de prévisions agricoles s'adaptent mieux aux
échelles locales (parcelle, champ d'agriculteur), mieux
contrôlées, et où il est possible d'avoir de l'information
précise sur des parcelles expérimentales. La modélisation
des mouvements d'eau depuis le sol jusqu'à l'atmosphère, pour le
calcul du bilan hydrique, est le coeur de la plupart de ces approches. Or,
c'est malheureusement la partie la plus difficilement modélisable en
raison de la difficulté d'obtention des informations précises sur
les sols et le climat pour le calcul de l'évapotranspiration
réelle des cultures, surtout sur de grandes étendues spatiales.
On peut comprendre aisément que les approches de simulation aux
échelles nationales et régionales (plusieurs pays) comportent des
limites liées aux variabilités du climat et surtout de la
relation soleau-plante. Ce travail de fin d'études s'inspire de
modèles agro météorologiques de prévision des
rendements effectués à partir de modèles d'analyses
statistiques, afin de proposer aux systèmes d'alerte précoce mis
en place par des organisations locales et décentralisées de
l'Etat un outil en vue de prédire la situation alimentaire des
ménages.
Objectifs
Dans le cadre de ce travail, l'analyse portera essentiellement
sur l'élaboration d'un modèle agro météorologique
de prévision des principales productions agricoles à même
d'influencer la sécurité alimentaire de la zone d'étude
qui est composée de trois provinces que sont : Passoré, Yatenga
et Soum.
Objectif général
L'objectif général de la présente
étude est de contribuer à fournir des données sur la
sécurité alimentaire au niveau local au Burkina Faso.
Objectif spécifique
L'objectif spécifique lié à cette
étude est de fournir des indicateurs d'alerte précoce
basés sur la prévision des rendements agricoles dans trois
provinces au Burkina Faso.
Hypothèses de travail
1 Les indicateurs agro-météorologiques qui
caractérisent la production finale sont pertinents et
précoces;
1 Les prévisions faites avec les données
climatiques collectées en station sont les mêmes que
celles élaborées sur base des données
disponibles sur Internet (
www.tutiempo.net).
I. PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE 1.1. Localisation de la
zone d'étude
De nos jours, le découpage administratif du Burkina
Faso est fait en treize régions. La zone concernée par le
présent travail comprend trois provinces issues de deux régions.
C'est la région du Nord avec comme provinces le Yatenga et le
Passoré et la région du Sahel représentée par la
province du Soum. La figure suivante donne une présentation de la zone
d'étude suivant le découpage administratif actuel.
Carte 1: Présentation de la zone
d'étude
Tableau 1: Etendue des provinces de la zone
d'étude
Province
|
Surface (Km2)
|
SOUM
|
1 281. 71
|
YATENGA
|
649 .29
|
PASSORE
|
397.83
|
Source : BDNT, 2007.
Des calculs réalisés à l'aide du logiciel
ArcGIS, montrent que la superficie de la zone d'étude est de 2 328.84
km2.
1.2. Productions agricoles et situation alimentaire des
ménages
Faite sur des terres très infertiles, l'agriculture
dans la partie nord du pays est une agriculture de subsistance. Elle parvient
difficilement à dégager des excédents susceptibles de
générer des revenus monétaires nécessaires à
l'émergence d'une économie de marché. Plusieurs
études et rapports portant sur l'alerte rapide ou le bilan de campagne
agricole montrent une situation de déficit alimentaire régulier
liée à une production insuffisante. Une situation de la campagne
agropastorale 2007-2008 (MAHRH et al., 2007), montre que sur les marchés
des provinces de la Région du Nord notamment la province du Loroum, du
Zondoma et surtout du Passoré, le niveau des prix est en hausse par
rapport à octobre 2006. A Samba, dans le Passoré, le prix du mil
et du sorgho ont connu des augmentations respectives de 100% à 125%
malgré la récolte en cours, à la date de
réalisation de l'étude.
1.3. Importance du sorgho et du mil en matière de
sécuritéalimentaire
Selon Sissoko (2005), la production de céréales
est très prédominante dans la Province du Zondoma (région
du Nord), à l'image du Pays, compte tenu de la place importante
qu'occupent les céréales dans les habitudes de consommation
alimentaire. Les enquêtes de cette étude montrent que 100% des
ménages pauvres produisent le sorgho, contre 84% pour les ménages
riches. Les céréales qui sont les cultures dominantes sont
essentiellement utilisées dans l'autoconsommation familiale. En effet,
les ménages utilisent 86% à 100% de leur production
céréalière dans la consommation familiale. Selon le
FEWSNET (2002), le mil et le sorgho sont les produits vivriers de base les plus
consommés au Burkina Faso et en particulier dans les zones de production
chroniquement déficitaires des régions du centre, du centre-nord,
du nord et du Sahel. C'est pourquoi tout changement dans les prix de ces
produits affecte les conditions d'accès des ménages moyens.
1.4. Caractéristiques agronomiques du sorgho et du
mil
Selon INERA et al. (1998), dans la région du
Nord, la variété de sorgho la plus utilisée est ICSV1049
et la variété de mil est IKMP5. Les caractéristiques
agronomiques de chaque variété sont mentionnées dans le
tableau suivant :
Tableau 2 : Caractéristiques agronomiques du
sorgho et du mil.
Paramètres agronomiques
|
Données pour mil
|
Données pour sorgho
|
Variété
|
IKMP5
|
ICSV1049
|
Durée du cycle
|
110 jours
|
110- 120 jours
|
Rendement
|
650 kg
|
800 à 1000 Kg/ha
|
Période de semis
|
15 juillet
|
15 juin au 15 juillet
|
Besoin en pluviométrie
|
500 à 800 mm
|
600 à 800 mm
|
Amendement
|
5 t/ha de fumier tous les 2 ans
100 kg/ha de NPK, et 50 kg/ha d'urée.
|
5 t/ha de compost tous les 2 ans
100 kg/ha de NPK et 50 kg/ha d'urée
|
Autres
|
Densité entre les lignes 0,8 m et 0,6 m entre les
poquets.
|
Résistance au striga et aux
maladies foliaires.
|
Source : INERA et al. (1998)
1.5. Evolution des rendements du mil et du sorgho
Le rendement d'une culture est un indice de
productivité couramment utilisé pour apprécier
l'évolution des progrès réalisés par les acteurs de
l'agriculture dans une culture donnée. Les représentations
graphiques suivantes montrent l'évolution des rendements du mil et du
sorgho dans la zone d'étude sur la période de 1986 à 2000,
ce qui correspond aux estimations faites suivant l'ancien découpage du
pays. Pour les valeurs de rendements et de superficies de la période
1986 à 2000, le territoire national était divisé en trente
provinces. Cependant, les estimations de 2001 à 2003, sont faites sur la
base de l'actuel découpage administratif en 45 provinces. Ces
estimations sont faites par la Direction Générale de la Promotion
de l'Economie Rurale2. Des appréciations sur la
qualité des données sont faites dans la partie résultats
et analyses.
2 http://agristat.bf.tripod.com/
1.6. Evolution des superficies du sorgho et du mil
1.7. Pauvreté et sécurité
alimentaire
Les indices de développement des zones rurales au
Burkina Faso sont bas et la région du Sahel connaît une situation
encore plus difficile. Les populations de ces deux régions vivent de
l'agriculture (essentiellement des céréales) et de
l'élevage extensif. Mais la production agricole ne permet pas d'assurer
l'autosuffisance alimentaire des villages du fait des conditions
agro-écologiques défavorables entrainant de fortes contraintes de
production (MED, 2005). Les périodes de soudure alimentaire se
caractérisent habituellement par des réductions de repas, le
recours à l'aide alimentaire et la migration. Les pratiques
inadéquates de nutrition et le faible accès à l'eau
potable sont aussi des causes de la malnutrition de la population, notamment
des femmes et des enfants (EauVive, 2008).
La figure suivante traduit l'incidence de pauvreté dans la
Région du Nord au cours d'une décennie.
Source : MED, (2005).
Figure 5 : Incidence de la pauvreté dans la
Région du Nord au cours d'une décennie.
On constate qu'au cours de la décennie, le pourcentage
de personnes pauvres est resté élevé dans la région
du Nord par rapport à la moyenne nationale. Selon les statistiques de
l'INSD, (2007) la densité de la population était de 82,4
habitants par Km2 dans la province du Passoré, 76,7 dans la province du
Yatenga, et 26,6 dans la province du Soum contre une moyenne nationale de 47,3.
Cette zone se caractérise par un niveau de pauvreté plus
élevé que la moyenne nationale, une population plus dense que la
moyenne nationale avec comme moyen de subsistance une agriculture qui est
généralement très dépendante des aléas
climatiques. Il devient alors indispensable d'avoir des indicateurs climatiques
à même de contribuer à la prédiction des rendements
agricoles et l'alerte précoce.
1.8. Appréciations des précipitations par
différents acteurs
1.8.1. Appréciation des précipitations selon
les producteurs
Au cours de notre expérience professionnelle nous avons
participé à l'élaboration de diagnostics conjoints et
à la mise en place des plans de gestion de terroir de plusieurs villages
avec des producteurs. La pyramide des problèmes ou contraintes, qui est
un outil de la Méthode Active de Recherche et de Planification
Participative (MARP), est utilisée pour identifier avec les producteurs
les contraintes à la production agro-sylvo-pastorale. La principale
contrainte habituellement retenue comme la plus importante et difficile
à solutionner est l'insuffisance de la pluviométrie. Les
critères fréquemment utilisés par les producteurs pour
apprécier le changement néfaste des précipitations sont
essentiellement liés à la réduction de la durée des
saisons de pluie avec comme corolaire un arrêt brutal des
précipitations certaines années, au moment où le sorgho et
le mil sont en phase de maturation. L'installation tardive de l'hivernage et
l'irrégularité des précipitations entrainent des poches de
sècheresses souvent importantes qui engendrent un retard dans le
développement des plantes et par conséquent des productions non
satisfaisantes.
1.8.2. Appréciation des précipitations selon
la Direction Nationale de la Météorologie
Longitude (°) -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Latitude (°)
15
14
13
12
11
10
9
BANFORA
MANGODARA
BOBO-DSSO
KOUKA
PLUVIOMETRIE ANNUELLE MOYENNE (mm) 1931 -
1960
DEDOUGOU
DIEBOUGOU
GAOUA
BOROMO
BATIE
OUAHIGOUYA
YAKO
OUAGADOUGOU
DJIBO
MANGA
KAYA
PO
BOGANDE
DORI
FADA NGOURMA
BURKINA FASO
DIRECTION DE LA METEOROLOGIE
MAHADAGA
LEGENDE
701-900 901-1100 1101-1300
501-700
9
15
14
13
12
11
10
Latitude (°)
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Longitude (°)
Carte 2 : Variation des précipitations au
Burkina Faso.
Longitude (°) -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
PLUVIOMETRIE ANNUELLE MOYENNE (mm) 1951 -
1980
15
LEGENDE
15
301-500
501-700
14
OUAHIGOUYA
DJIBO
DORI
701-900 901-1100 1101-1300
14
KAYA
13
BOGANDE
YAKO
DEDOUGOU
OUAGADOUGOU
FADA NGOURMA
KOUKA
BOROMO
MAHADAGA
MANGA
BOBO-DSSO
PO
11
DIEBOUGOU
BANFORA
GAOUA
MANGODARA
10
BATIE
10
BURKINA FASO
DIRECTION DE LA METEOROLOGIE
9 -6
9
-6
2 3
2 3
-5
|
-4
|
-3
|
-2 -1
|
0
|
1
|
|
|
|
Longitude (°)
|
|
|
|
|
|
Longitude (°)
|
|
|
-5
|
-4
|
-3
|
-2 -1
|
0
|
1
|
DJIBO
DORI
OUAHIGOUYA
KA
YAKO
BOROMO
MANGA
PO
BATIE
9
PLUVIOMETRIE ANNUELLE MOYENNE (mm) :
1961-1990
LEGENDE
301-500
501-700
701-900 901-1100 1101-1300
KAYA
BOGANDE
DEDOUGOU
OUAGADOUGOU
FADA NGOURMA
KOUKA
MAHADAGA
BOBO-DSSO
DIEBOUGOU
BANFORA
GAOUA
MANGODARA
BURKINA FASO
DIRECTION DE LA METEOROLOGIE
9 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Longitude (°)
15
14
13
Latitude
12
11
10
15
14
13
Latitude C)
12
11
10
Cartes 3 et 4 : Variation des précipitations au
Burkina Faso (Suite).
Longitude (°) -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Latitude 0
15
14
13
12
11
10
9
BANFORA
MANGODARA
BOBO-DSSO
KOUKA
PLUVIOMETRIE ANNUELLE MOYENNE (mm) :
1971-2000
DEDOUGOU
DIEBOUGOU
GAOUA
BOROMO
BATIE
OUAHIGOUYA
YAKO
OUAGADOUGOU
DJIBO
MANGA
KAYA
PO
BOGANDE
DORI
FADA NGOURMA
BURKINA FASO
DIRECTION DE LA METEOROLOGIE
MAHADAGA
LEGENDE
701-900 901-1100 1101-1300
301-500
501-700
9
15
14
13
12
11
10
Latitude (°)
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Longitude (°)
Carte 5 : Variation des précipitations au
Burkina Faso (Fin)
En regardant ces graphiques, on constate que durant la
période 1931-1960, les moyennes de la pluviométrie sur toute
l'étendue du territoire pouvaient être regroupées en quatre
classes, dont la plus basse représente l'intervalle de 501 à 700
mm. La période 1951-1980 voit l'apparition d'une nouvelle classe de
pluviométrie (301 à 500 mm) dans la partie Nord du pays. Une
expansion rapide de cette classe de pluviométrie se fait et s'installe
sur tout le nord du pays au cours des trois dernières décennies.
Cela s'est accompagné d'un mouvement de toutes les isohyètes vers
le Sudouest sur toute l'étendue du territoire national.
1.9. Relation entre la longueur de la saison des pluies et
les
spéculations agricoles
Longitude (°) -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Latitude 0
15
14
13
12
11
10
9
~~i 2OO2JAP3A
~~~~~~~
~~~~~~~~~~
~~~~~~~
~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~
LONGUEUR MOYENNE (1971 - 2000) DE LA SAISON DES
PLUIES AU BURKINA FASO
~~~~~~~
~~~~~~~~~
~~~~-~~~~
~~~~~
~~~~~~~~
~~~~~~
~~~~~~~
~~~~~
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~~~~~~~
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~~~~~~
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~~~~~~~~~~
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~~~~
~~~~~
~~~
~~~~~~
~~~~~~
~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~
~~~~~
~~~~~~
~~~~~~
~~~~~
~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~
~~
~~~~~~~~
~~~~~~
~~~~~
~~~~~~
~~~~~~~~
~~~~~~~~~
~~~~~-~~~~~
~~~~~~~
~~~~~~~
~~~~~
~~~~~~~~
~~~~
~~~~ ~~~~~~~
~~~~~~
~~~~~
~~~~
BURKINA FASO
DIRECTION DE LA METEOROLOGIE
LEGENDE
~~~~~~~~~
~~~~~~~~
~~~~~~~~
mom~s de 00 jours 00 - 20 jours 20 - 40 jours 40 - 60 jours
plus de 60 jours
~~~~~~~
9
15
14
13
12
11
10
Latitude 0
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
Longitude (°)
Carte 6: Longueur de la saison des
pluies.
Une partie de la zone d'étude a une saison de pluie qui
dure en moyenne moins de 100 jours, une autre entre 100 et 120 jours et une
troisième entre 120 et 140 jours. Selon la DRMAHRH (2008), la
variété de sorgho couramment utilisée a un cycle de 120
jours et la variété de mil, un cycle de 110 jours. On constate
que la durée de la saison des pluies et celle du cycle de
développement des principales céréales se superposent sans
laisser une marge de manoeuvre. C'est dire que des facteurs pouvant entrainer
des retards de croissance (sècheresse, adventices, retard des dates de
semis, etc.) peuvent compromettre le niveau de la production agricole et
également la sécurité alimentaire. Cette
variabilité locale d'éléments qui influencent
significativement le niveau de production agricole, nécessite un suivi
au niveau local. Il est donc nécessaire que le système d'alerte
précoce nationale se décentralise à une échelle
assez petite pour une bonne efficacité de sa mission.
1.10. Mécanismes de gestion des risques
d'insécurité alimentaire au Burkina Faso
Selon SISA (2008), les graves crises alimentaires des
années 1973-1974 et 1984-1985 qui ont frappé les pays du Sahel
ont poussé les différents gouvernements à mettre en place
des dispositifs de prévention et de gestion des crises alimentaires. Les
Systèmes d'Alerte Précoce (SAP).
Au Burkina, ce dispositif comprend trois principaux organes :
~ un organe de décision (le Gouvernement) chargé
de la définition des orientations de la politique nationale en
matière de sécurité alimentaire ;
~ un organe de concertation (le Comité National de
Sécurité Alimentaire) composé de l'ensemble des acteurs
(Gouvernement, Partenaires techniques et financiers, Société
civile) chargé de maintenir un dialogue permanent entre les
différents acteurs ;
~ un dispositif de prévention et de gestion des crises
alimentaires comprenant la Société Nationale de Gestion des
Stocks de Sécurité Alimentaire, le Comité National de
Secours d'Urgence et de Réhabilitation et le Système d'Alerte
Précoce.
La coordination et l'animation des activités du
système d'alerte précoce sont assurées par la Direction
Générale de la Promotion de l'Economie Rurale et par la Direction
du Système d'Alerte Précoce (DSAP). De nos jours, ce
système tend vers une décentralisation et selon DGPER (2008), les
fondements pour la mise en place des SAP décentralisés au niveau
régional sont :
1 permettre aux structures décentralisées de se
familiariser avec les outils de collecte et d'analyse de l'information sur la
sécurité alimentaire;
1 inciter les acteurs locaux à la création de
cadres de concertation sur la sécurité alimentaire;
1 impliquer les acteurs dans la recherche de solutions locales
aux problèmes de crises alimentaires;
1 permettre au SAP central, de pouvoir capter à tout
instant, les germes de risque et les signaux porteurs d'effets sur les groupes
vulnérables;
1 Permettre à terme, la prise en charge effective des
charges récurrentes du SAP décentralisé par les
collectivités locales.
La principale activité des SAP
décentralisés est la collecte d'informations de nature
socioéconomique devant permettre de capter à tout moment, les
germes de risque d'insécurité alimentaire sur la population. Ces
informations portent essentiellement sur :
1 La situation des sources de revenu des ménages ;
1 La situation des marchés des produits alimentaires et du
bétail ; 1 La situation alimentaire globale des ménages et du
bétail;
1 Les mouvements de population et les transhumances suite
à un choc, ou pour faire face à un risque de manque de nourriture
;
1 Les catastrophes naturelles (épidémies,
épizooties, inondations, conflits, ennemis des cultures et des
récoltes, etc.).
II. METHODOLOGIE
2.1. Définition de concepts clés
2.1.1. Sécurité Alimentaire
Au sommet mondial de l'alimentation, organisé par la
FAO en 1996, le concept de sécurité alimentaire a
été défini ainsi : «La sécurité
alimentaire existe lorsque tous les êtres humains ont, à tout
moment, un accès physique et économique à une nourriture
suffisante, saine et nutritive leur permettant de satisfaire leurs besoins et
leurs préférences alimentaires pour mener une vie saine et active
» (FAO, 1996).
2.1.2. Système d'alerte précoce
Selon la Direction Générale de la Promotion de
l'Economie Rurale au Burkina Faso (DGPER, 2008): c'est un système qui
permet d'alerter sur les risques de crises alimentaires, d'apprécier
leur ampleur, de déterminer le lieu, la manière et
l'opportunité de l'intervention.
2.2. Matériel de travail
Pour élaborer des modèles de prévision de
rendements du mil et du sorgho dans les provinces du Passoré, Yatenga et
Soum on a utilisé des données agro-météorologiques
issues de plusieurs sources. Des plus, des spécificités de
différents logiciels ont été mis à contribution
pour identifier des variables qui peuvent contribuer à la
prédiction des rendements agricoles.
2.2.1. Sources des données
Les données climatiques sont obtenues auprès de
la Direction Nationale de la Météorologie. Il s'agit
essentiellement de la pluviométrie et de l'évapotranspiration
potentielle. Des données de 12 stations pluviométriques
situées dans la zone d'étude et proche de la zone d'étude
ont été collectées. Au regard de la qualité de
celles-ci, un tri a été fait pour retenir les trois stations qui
présentent les données de meilleures qualités. Pour les
provinces où l'évapotranspiration mesurée en station n'est
pas disponible nous avons utilisé l'évapotranspiration normale
issue du logiciel New LocClim. Les images satellitaires proviennent du
satellite SPOT Végétation. Il s'agit des images qui couvrent
l'ensemble du pays pendant la période 1986 à 2003. Les
productions agricoles ont été obtenues auprès de la
Direction Générale de Promotion de l'Economie Rurale (DGPER).
Celles-ci concernent essentiellement, les rendements (de 1986 à 2003) du
mil et du sorgho, les productions et les superficies correspondantes.
2.2.2. AgroMet-Shell (AMS)
AgroMet-Shell est un ensemble d'outils intégrés
servant à évaluer l'impact des conditions
météorologiques sur les cultures à l'aide d'approches
statistiques et de modélisation.
Les principales fonctions d'AMS sont:
1 des fonctions de base de données (configuration, apport,
extraction et gestion des données);
1 un bilan hydrique du sol par culture pour le suivi des
cultures ou des analyses de risques;
1 l'interpolation spatiale de variables agro-climatiques et
autres indicateurs, y compris leur présentation sous forme de cartes;
1 des calculs de la consommation d'eau des cultures
(évapotranspiration potentielle),
probabilités de précipitations,
caractéristiques de la campagne de végétation, etc.
Dans le cadre de ce TFE nous exploiterons plus l'aspect bilan
hydrique pour le suivi du mil et du sorgho.
2.2.3. Fonctionnement de AMS
2.2.3.1. Données d'entrées
Les données d'entrée de AMS sont : les
données pluviométriques, l'évapotranspiration potentielle
mesurée au niveau des stations si ces données sont disponibles et
dans le cas contraire l'évapotranspiration normale issue du logiciel New
LocClim. La durée du cycle de développement des
spéculations étudiées, la date de début des saisons
hivernales, et la teneur en eau du sol au début de l'hivernage.
2.2.3.2. Sorties du modèle AMS
AMS produit deux types de fichiers de sortie: les fichiers du
premier type sont utilisés pour le suivi des cultures et ceux du second
type contiennent les données agro-climatiques. Dans le cadre de ce TFE,
nous exploitons les sorties du second type et plus particulièrement
celui comportant la dénomination « summary ». Le fichier
contient une quarantaine de variables. Nous nous intéresserons
uniquement aux variables qui ont été retenues pour la
prévision du rendement agricole de la zone d'étude. Celles-ci se
présentent comme suite:
Indx, IndxNor and IndxLatest : ce sont des indices de
satisfaction en eau développés par Mukhala et al.
(2004), qui sont exprimés en pourcentage selon respectivement les
besoins réel, normal et en fin de cycle. Indx, qui représente le
besoin réel, est la valeur de l'indice de satisfaction en eau
estimée en fin de cycle. IndxNor est la valeur estimée en fin de
cycle avec la pluviométrie, l'évapotranspiration et d'autres
paramètres disponibles liés à la culture
ciblée. Quant à l'IndxLatest, il correspond
à l'indice de satisfaction de la dernière décade pour
laquelle les valeurs réelles sont disponibles.
WEXi, WEXv, WEXf, WEXr, WEXt : ces paramètres
définissent respectivement l'excès en eau à
différents stades phénologiques que sont : phase initiale,
début de la phase végétative, phase de pleine
végétation et la phase de maturité. Le dernier
paramètre donne l'excès en eau sur tout le cycle.
WDEFi, WDEFv, WDEFf, WDEFr, WDEFt : désignent le
déficit en eau pendant les différentes phases
phénologiques et celui obtenu sur tout le cycle de la culture.
ETAi, ETAv, ETAf, ETAr, ETAt, : C'est
l'évapotranspiration réelle à différents stades du
cycle de la culture et la valeur synthétique pour tout le cycle de
développement de la culture.
ETA: c'est l'évapotranspiration réelle, c'est un
facteur directement en relation avec la production la culture.
Cr1a à Cr4a : Indiquent les décades pour lesquelles
l'indice de satisfaction en eau (Rangeland index) correspond à 40% de
l'évapotranspiration potentielle.
2.2.4. Modèle VAST (Vegetation Analysis in Space and
Time).
Selon Tychon (2009), VAST est un programme écrit il y a
une dizaine d'années par Félix Lee qui permet d'extraire des
informations de données satellitaires notamment les valeurs de l'Indice
de Végétation Normalisé (NDVI). Le modèle
crée une dizaine de variables agro-météorologiques sous
forme d'images que l'on peut convertir en tableur Microsoft Excel grâce
au logiciel Windisp.
2.2.5. New LocClim
Il est fréquemment utilisé pour estimer les
paramètres du « climat local » (FAO, 2005). Il est
constitué d'un logiciel et d'une base de données, et propose des
estimations de conditions climatiques moyennes dans des lieux où aucune
observation n'est disponible. Ce programme peut : réaliser des cartes
climatiques, extraire des données sur divers types de formats à
partir de la base de données pour des utilisations ultérieures,
et afficher des graphiques montrant le cycle annuel d'observations mensuelles
et le calendrier des cultures.
Ce logiciel est utilisé dans cette étude pour
extraire les valeurs de l'évapotranspiration normale des stations dont
les données pluviométriques sont utilisées pour faire
tourner le modèle AMS. Il s'agit de la station de Yako et de
Baraboulé pour lesquelles nous n'avons pas de données
d'évapotranspiration collectées en station.
2.2.6. Statistica
La version 8 de ce logiciel est utilisée pour faire les
régressions linéaires afin d'identifier les variables qui
expliquent le rendement du mil et du sorgho dans la zone d'étude. Ce
logiciel est également utilisé pour la calibration et la
validation de sorte à prédire l'erreur de
généralisation des résultats.
2.3. Méthodes.
L'objectif global de cette étude est d'identifier un
modèle de prévision des rendements agricoles de deux
céréales de base dans l'alimentation des populations de la
Région du Nord et du Sahel au Burkina Faso. Un tel outil est
nécessaire dans le cadre d'un système d'alerte précoce
décentralisé afin de prendre en compte les variabilités
climatiques locales qui influencent la production agricole. Cette variation
climatique entraine des difficultés en matière de
sécurité alimentaire.
2.3.1. Modèle VAST
Selon Tychon (2009), la particularité de ce programme est
qu'il tourne sous MS-DOS. Les commandes à saisir sous MS-DOS sont du
type :
VAST3 <cc> <yr> [inpath] [outpath] [ext] [st_mon]
[ed_mon] [pbase] [ptol]
Avec : cc, les deux premières lettres du
nom des images à analyser
yr, deux chiffres spécifiant
l'année (p.ex 86, 93, 04)
inpath, le chemin pour accéder aux
données d'entrée
outpath, le chemin où stocker les
résultats
ext, 3 caractères maximum qui
définissent l'extension des images à analyser
st_mon, premier mois de la saison agricole, la première
décade est utilisée ed_mon, dernier mois de la
saison agricole, la dernière décade est utilisée
pbase, NDVI seuil à partir duquel la
saison agricole débute
ptol, l'accroissement minimal de NDVI requis
pour le calcul du début de la saison agricole
<>, les paramètres obligatoires [], les
paramètres facultatifs
Le modèle donne des sorties qui sont des variables
intéressantes du point de vue agronomique. L'ensemble des sorties se
présente comme suit :
PEAK, la décade à laquelle le NDVI atteint son
maximum
SDAT, la décade de début de la saison agricole
HORZ = PEAK - SDAT
SVAL, la valeur du NDVI à SDAT PVAL, la valeur du NDVI
à PEAK VERT = PVAL - SVAL
EVAL, le NDVI au temps PEAK + 4 (soit environ la fin de
saison)
DROP = PVAL - EVAL
SLOP, la pente de la droite qui rejoint (SDAT, SVAL) à
(PEAK, PVAL)
CUM, la somme des valeurs de NDVI de SDAT à PEAK
SKEW, le rapport entre la somme des 3 valeurs de NDVI suivant
PEAK (de PEAK + 1 à PEAK + 3) et la somme des 7 valeurs de PEAK - 3
à PEAK + 3.
Parmi ces variables celles que nous utiliserons le plus sont :
PEAK, SDAT, SVAL, PVAL, VERT, EVAL et CUM du fait qu'elles présentent
des caractéristiques agronomiques intéressantes pour cette zone
d'étude.
2.3.2. Modèle AMS
En tenant compte de l'étroite relation sol-plante-eau,
la fonction de bilan hydrique du sol par culture pour le suivi des cultures ou
des analyses de risques est exploitée dans le cadre de ce travail.
Quatre sources différentes de dates de semis étaient disponibles.
Ce sont les données fournies par : la Direction Nationale de la
Météorologie, la Direction Régionale du MAHRH, AMS par le
calcul des dates de semis, et VAST par estimation de la variable SDAT.
C'est la variable SDAT qui a été retenue, du
fait qu'elle donne une décade précise qui se trouve dans
l'intervalle recommandé par les deux premières structures et elle
correspond à la réalité observée sur le terrain.
Le paramètre Pre Season KCr qui détermine
l'humidité du sol avant les semis a été fixé
à 0.15 tenant compte de la longue période de saison sèche
que connait cette zone aride. La capacité de rétention du sol a
été fixée à 70 mm tenant compte des
résultats des études de Paturel et al (1998) et celui de
Filippi et al. (1990). Dans la zone d'étude, le mil et le
sorgho sont des cultures pluviales donc aucune irrigation n'est faite. Nous
considérons que l'eau de pluie est utilisable à 100%,
c'est-à-dire que nous supposons que les pertes liées au
ruissellement sont minimes.
Le cycle de développement de la variété
de sorgho communément cultivée (ICSV1049) est de 120 jours soit
12 décades et celui de la variété de mil (IKMP5) est de
110 jours soit 11 décades. Un autre paramètre important
d'entrée de AMS est le coefficient cultural (Kc) de la
spéculation que l'on veut utiliser pour réaliser le bilan
hydrique. Pour ce faire, nous nous sommes inspirés des valeurs de Kc
des cultures données dans le document Crop
evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements-, de la
FAO (1998) et qui présentent des caractéristiques proches (besoin
en eau, durée du cycle) de celles utilisées dans la zone
d'étude. Ce coefficient cultural est utilisé pour le calcul de
l'évapotranspiration maximale de la culture (mm/unité de temps)
par la formule :
Avec : étant l'évapotranspiration maximale de la
culture (mm/unité de temps).
: le coefficient cultural et : correspondant à
l'évapotranspiration de référence (mm/unité de
temps).
2.3.3. Windisp
Selon Pfirman et al. (1998), WinDisp a
été conçu pour l'affichage, aussi simple que possible,
d'images satellites, de cartes et de bases de données associées.
Dans le cadre de ce travail, la version 5.1 de ce logiciel est utilisée
à deux niveaux. Premièrement pour convertir les images produites
par VAST, sous la forme grille lisible par Microsoft Excel et ensuite pour lire
les valeurs d'indice de végétation normalisé (NDVI) des
pixels sur une échelle de temps (1986-2003) retenue dans le cadre de
cette étude. Dans chaque cas, deux sous étapes ont
été faites. La première avec l'ancien découpage
administratif du Burkina Faso pour les données de 1986 à 2000 et
la seconde sous étape avec l'actuel découpage administratif
(2001-2003). Cette procédure s'explique en vue d'établir le lien
avec les différents découpages administratifs utilisés
pour l'estimation des rendements historiques élaborés par la
DGPER (2009).
Les valeurs de NDVI ont été regroupées
suivant un cumul à différentes décades du cycle de
développement des cultures (initial, début de la phase
végétative, pleine végétation et
maturité).
2.3.4. Pluviométrie et rendements agricoles
historiques
Pour apprécier l'effet de la pluviométrie de
façon directe dans la prévision des rendements agricoles, un
cumul de la pluviométrie est fait également sur
différentes décades du cycle de développement de la
culture. Les rendements agricoles historiques qui constituent la variable
à expliquer fait partie des variables qui constituent le set
d'entrée de Statistica.
2.3.5. Statistica
2.3.5.1. Contrôle de la qualité des
données.
La première étape a été
l'observation visuelle des données et ensuite la vérification de
la normalité des variables. Pour réaliser cette première
étape, des paramètres de tendance centrale (moyenne) et de
dispersion (variance et écart type) ont été produits. Des
boîtes à moustaches ont été produites pour
apprécier la présence de points atypiques et extrêmes. Dans
Microsoft Excel, des calculs de totaux ont permis de contrôler les
valeurs des données d'entrée de Statistica et les données
brutes
obtenues auprès des services techniques ou des sorties
de logiciel. De plus, des représentations graphiques sous forme de
courbes ont permis d'identifier les valeurs qui s'écartent des autres et
de vérifier si elles sont le résultat obtenu suivant la
procédure souhaitée.
2.3.5.2. Identification des variables
corrélées
Pour chaque sortie de modèles utilisés, un tri
de variables qui ont un sens agronomique dans le cadre de cette étude a
été fait. Ces variables sont utilisées pour rechercher
celles qui sont corrélées entre elles de sorte à ne pas
produire un modèle comportant des variables corrélées. Une
régression multiple pas à pas est faite en petits groupes pour
identifier les variables qui ont une probabilité significative dans
l'explication du rendement agricole.
2.3.5.3. Identification du modèle, calibration et
validation
L'étape suivante a consisté en
l'élaboration de Modèles Généraux de
Régression à partir des variables non corrélées.
Les modèles proposés sont classés par valeur
décroissante du coefficient de détermination (R2). Pour le choix
du meilleur modèle de prévision des rendements, nous avons
utilisé les mêmes variables explicatives pour faire à
nouveau une régression pas à pas en se limitant aux variables
dont les paramètres présentent une probabilité
significative avec 95% de confiance au moins. La dernière étape
de l'utilisation du logiciel Statistica est la cross-validation en vue de
vérifier le niveau de réplication des résultats. La
procédure a consisté à utiliser une partie des
observations pour calibrer le modèle et une autre partie pour le
valider. Dans notre cas, le leave-one-out (LOO) cross-validation a
été utilisé. Il s'agit simplement d'utiliser (K-1)
observations pour calibrer le modèle et l'observation restante est
utilisée pour la validation. Cette opération est
réalisée (K-1) fois. K étant le nombre total
d'observations utilisées pour l'étude.
2.3.6. Microsoft Excel
En plus de son utilisation dans le contrôle de la
qualité des données, Excel a été mis à
profit pour la synthèse des différentes variables qui constituent
le set d'entrée de Statistica. Il a été également
utilisé pour calculer les paramètres d'appréciation de la
qualité des différentes régressions: l'erreur absolue
moyenne, le Root Mean Square Error (RMSE), et le Relative Root Mean Square
Error.
2.3.7. Modélisation à partir des
données de
www.tutiempo.net
Pour comparer la qualité des données
collectées en station et celles issues des sites d'Internet,
en particulier celui de Tutiempo :
www.tutiempo.net qui utilise le
pas de temps journalier et qui est souvent utilisé comme
référence en matière d'information sur le climat d'une
zone donnée. Pour ce
faire, plutôt d'utiliser les données
collectées en station nous avons utilisé les données
pluviométriques provenant de
www.tutiempo.net et la même
procédure statistique est appliquée. Les données
d'évapotranspiration potentielles sont issues du logiciel NewLocClim.
III. RESULTATS ET ANALYSES
3.1. Modèle de prévision des rendements
agricoles dans la
Province du
PassoréL'évolution des rendements
historiques du mil et du sorgho au cours de la période de 1986 à
2003 se présente comme ainsi :
Source : DGPER (2009)
Figure 7 : Evolution des rendements historiques du mil
et du sorgho dans la province du Passoré.
On constate une variabilité interannuelle très
importante des rendements agricoles du mil et du sorgho. Les courbes de mil et
de sorgho évoluent de la même façon sauf en 1993 et en
1995, ce qui pourrait laisser penser à des problèmes de la
qualité de ces statistiques agricoles au moins pour ces deux
années.
3.1.1. Prévision des rendements du mil
A partir des variables pertinentes, on peut établir une
liste de différents modèles donnant une relation entre les
rendements historiques de la production du mil dans la province du
Passoré et ces variables. Les 10 meilleurs modèles classés
suivant la valeur de R2, sont consignés dans le tableau suivant.
Tableau 3 : Modèles de prévision des
rendements du mil au Passoré
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
WDEFr
|
NDVI_V
|
NDVI_M
|
Vert
|
Pluvio_PV
|
1
|
0.368301
|
5
|
0.649394
|
0.389372
|
-0.567590
|
1.008702
|
-0.412320
|
2
|
0.318926
|
4
|
0.408672
|
0.318777
|
-0.408233
|
0.650474
|
|
3
|
0.278854
|
4
|
0.524250
|
|
-0.234546
|
0.645234
|
-0.276895
|
4
|
0.267397
|
4
|
0.442866
|
0.131638
|
|
0.461069
|
-0.175745
|
5
|
0.256705
|
3
|
0.350021
|
0.132536
|
|
0.357179
|
|
6
|
0.255177
|
3
|
0.368558
|
|
-0.163871
|
0.436488
|
|
7
|
0.250681
|
3
|
0.440676
|
|
|
0.437778
|
-0.177618
|
8
|
0.239759
|
2
|
0.346820
|
|
|
0.332613
|
|
9
|
0.179274
|
4
|
|
0.230801
|
-0.229430
|
0.429679
|
0.172814
|
10
|
0.163518
|
3
|
0.247232
|
0.090315
|
|
|
0.208959
|
Source : données de
l'étude.
Avec : Nb. Le nombre de variables dans la régression,
WDEFr : le déficit en eau à la période de récolte,
NDVI_V : le cumul de NDVI pendant le début de la phase
végétative, NDVI_M : le cumul du NDVI pendant la phase de
maturité, Vert : la différence entre la valeur maximale de NDVI
et sa valeur observée au début de la saison agricole, Pluvio_PV :
le cumul de la pluviométrie pendant la phase en pleine
végétation. Les valeurs situées sous les variables
explicatives des rendements dans ce tableau sont les coefficients de
régression centrés-réduits pour chaque
sous-modèle.
Le coefficient de détermination (R2) est un indicateur
qui permet de juger la qualité d'une régression linéaire,
simple ou multiple. D'une valeur comprise entre 0 et 1, il mesure
l'adéquation entre les rendements observés et les variables
explicatives. Cependant, notons que le R2 a ses imperfections, mais son
utilité n'a d'égale que sa simplicité. Parmi ces
différents modèles, aucun d'entre eux ne présente un R2
satisfaisant (c'est-à-dire supérieur ou égal à
0.50) malgré un nombre de variables relativement élevé.
Les paramètres d'appréciation de ce modèle
sur la base des résultats de la calibration et de la validation sont
consignés dans le tableau suivant.
Tableau 4 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision des rendements du mil au Passoré
Erreur absolue moyenne (Kg/ha)
|
Root mean square error (RMSE) (Kg/ha)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la
régression dans Statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
120.581301
|
159.1761569
|
0.281252
|
0.239759
|
0.1905
|
0.131154
|
0.146777
|
Source : données de
l'étude.
Avec RRMSE : l'erreur quadratique moyenne en pourcentage, et
R2p le coefficient de détermination qui montre l'étroitesse de la
relation entre les valeurs observées et celles prédites, R2
ajusté le coefficient de détermination qui prend en compte le
nombre de variables dans la régression, et p la probabilité qui
montre la significativité de la régression dans son ensemble.
Pour montrer que les paramètres de la régression (pris
individuellement ou dans l'ensemble) sont significativement différents
de zéro (0) avec un intervalle de confiance de 95% (par exemple), on
comparera la valeur de p à 0.05. Dans le cas présent, la
régression n'est pas significative car p>0.05. On constate un
écart moyen de 120.58 Kg/ha entre les valeurs observées et les
valeurs simulées. Les prédictions s'écartent en
général de 159.18 Kg/ha de la moyenne des observations. On a une
erreur de prédiction de l'ordre de 28.13%.
3.1.2. Prévision des rendements du sorgho
Le tableau 6 ci-après présente une recherche des
modèles pour la prévision des rendements du sorgho dans la
province du Passoré.
Tableau 5 : Modèles de prévision des
rendements du sorgho dans le Passoré
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
NDVI_M
|
Vert
|
Pluvio_PV
|
1
|
0.449497
|
3
|
0.168438
|
0.341345
|
0.248480
|
2
|
0.438903
|
2
|
|
0.397460
|
0.339854
|
3
|
0.423642
|
2
|
0.319607
|
0.392923
|
|
4
|
0.388080
|
2
|
0.328968
|
|
0.337668
|
5
|
0.366711
|
1
|
|
0.605566
|
|
6
|
0.340163
|
1
|
|
|
0.583235
|
7
|
0.337595
|
1
|
0.581029
|
|
|
Source : Données de
l'étude.
En suivant la régression pas à pas, le
modèle N°1 est celui qui présente les meilleurs
caractéristiques. Les indicateurs d'appréciation du modèle
de prévision des rendements après calibration et validation
figurent dans le tableau suivant.
Tableau 6 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision du rendement du sorgho au Passoré
Erreur absolue moyenne (Kg/ha)
|
Root mean square error (RMSE) (Kg/ha)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression dans
statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
114.838773
|
129.694506
|
0.20943796
|
0.455314
|
0.4154
|
0.329617
|
0.042487
|
Source : Données de
l'étude.
On constate que les paramètres de la régression
sont significativement différents de la valeur nulle. Cependant, le R2
n'est pas assez satisfaisant car il est inférieur à la valeur
0.5. Dans la province du Passoré aucun modèle de prévision
n'est pertinent pour simuler les rendements agricoles.
3.2. Modèle de prévision dans la Province du
Yatenga
Une représentation de l'évolution des rendements du
mil et du sorgho de la province du Yatenga pour la période 1986 à
2003 se présente comme suit :
Figure 8: Evolution des rendements du mil et du sorgho
dans la province du Yatenga de 1986 à 2003.
Le rendement du sorgho connaît une grande
variabilité interannuelle au cours de la période de
l'étude. En 1989, il est de 165 Kg/ha et de 1 230 Kg/ha en 1997. Les
courbes de mil et de sorgho évoluent de manière assez similaire
sauf en 1988, 2000 et 2001. De plus, le rendement de 1 230 Kg/ha est
supérieur au rendement maximal trouvé en condition
expérimentale (1 000 Kg/ha). Une fois de plus, les valeurs de rendements
agricoles sont à traiter avec une grande prudence.
3.2.1. Prévision des rendements du mil
Le tableau 8 présente une proposition de différents
modèles de prévision des rendements du mil dans la province du
Yatenga. Le classement est fait en fonction de la valeur décroissante du
R2.
Tableau 7 : Modèles de prévision des
rendements du mil au Yatenga
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
WEXt
|
"Cr1a"
|
NDVI_PV
|
Cum
|
1
|
0.738090
|
4
|
0.774475
|
-0.500183
|
-0.913790
|
0.904874
|
2
|
0.669573
|
3
|
0.569705
|
-0.502446
|
|
0.173410
|
3
|
0.656972
|
3
|
0.724573
|
-0.585601
|
-0.039264
|
|
4
|
0.656413
|
2
|
0.693362
|
-0.572924
|
|
|
5
|
0.561384
|
3
|
0.472461
|
|
-0.924452
|
1.241500
|
6
|
0.524801
|
3
|
|
-0.264750
|
-0.161680
|
0.751569
|
7
|
0.522059
|
2
|
|
-0.279339
|
|
0.595317
|
8
|
0.491256
|
2
|
0.263907
|
|
|
0.503003
|
9
|
0.468224
|
2
|
|
-0.349218
|
0.532004
|
|
10
|
0.464164
|
2
|
|
|
-0.358735
|
1.008562
|
Source : Données de
l'étude
Avec : WEXt : l'excès en eau sur tout le cycle, «
Cr1a » la décade pour laquelle l'indice de satisfaction en eau
(Rangeland index) correspond à 40% de l'évapotranspiration
potentielle, NDVI_PV: le cumul du NDVI pendant la phase de pleine
végétation et Cum : la somme des valeurs de NDVI du début
de la saison agricole à la valeur maximale.
L'application de la régression pas à pas, montre
que le modèle N°4 présente les meilleures
caractéristiques. Les paramètres pris individuellement, ont une
probabilité significative (p<0.05). Les paramètres
d'appréciation de la régression sont consignés dans le
tableau suivant :
Tableau 8 : Paramètres d'appréciation du
modèle de prévision des rendements du mil au Yatenga
Erreur absolue moyenne (Kg/ha)
|
Root mean square error (RMSE) (Kg/ha)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression dans
Statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
94.91491053
|
132.6992565
|
0.22528516
|
0.65887
|
0.6243
|
0.610137
|
0.000538
|
Source : données de
l'étude.
Pour ce modèle de prévision des rendements du
mil au Yatenga, nous constatons que la probabilité de la
régression est très significative (p<0.01). Le coefficient de
détermination de la régression est de 0.66 et sa valeur
ajustée est de 0.62. Ces deux indicateurs présentent de bonnes
caractéristiques car largement supérieures à 0.5. L'erreur
relative de prédiction des rendements du mil dans la province du Yatenga
à partir de ce modèle est de 22.53%. C'est-à-dire que l'on
commet une erreur estimée à 22.53% sur la valeur réelle
lorsqu'on utilise ce modèle pour faire la prévision des
rendements du mil au Yatenga.
Le graphique suivant montre la relation entre les rendements
observés et ceux produits à partir de ce modèle.
Source : données de
l'étude.
Figure 9 : Relation entre rendements historiques et
rendements simulés du mil au Yatenga.
Ce graphique donne une vue de la qualité de la
prédiction. On constate que les différences importantes sont
observées pour les années 1996 à 1999. Pour le reste des
années, on a une même tendance de l'évolution des
rendements.
3.2.2. Prévision des rendements du sorgho
Différents modèles de prévision des
rendements du sorgho dans la province du Yatenga, sont classés par
valeur décroissantes de la valeur du R2 dans le tableau 10.
Tableau 9 : Modèles de prévision des
rendements du sorgho au Yatenga
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
WEXt
|
NDVI_PV
|
Cum
|
1
|
0.190129
|
3
|
0.271860
|
0.201244
|
0.025299
|
2
|
0.189982
|
2
|
0.277699
|
0.219802
|
|
3
|
0.179277
|
2
|
0.271673
|
|
0.197598
|
4
|
0.155178
|
1
|
0.393926
|
|
|
5
|
0.144512
|
2
|
|
0.200665
|
0.193993
|
6
|
0.134428
|
1
|
|
0.366644
|
|
7
|
0.133722
|
1
|
|
|
0.365680
|
Source : Données de
l'étude.
L'application de la régression pas à pas, aux
variables qui ont une corrélation significative avec le rendement montre
que le modèle N°1 présente les meilleurs
caractéristiques. Les résultats de la calibration et validation
sont consignés dans le tableau 11.
Tableau 10 : Paramètres d'appréciation
du modèle de prévision du rendement du sorgho au Yatenga
Erreur absolue moyenne
|
Root mean square error (RMSE)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression dans
statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
(Kg/ha)
|
(Kg/ha)
|
|
|
|
|
|
180.260386
|
221.978532
|
0.35348591
|
0.196323
|
0.1862
|
0.010859
|
0.400155
|
Source : Données de
l'étude.
Ce modèle n'est pas significatif pour la
prévision des rendements du Sorgho au Yatenga. Aucun des
paramètres d'appréciation ne possède une valeur indiquant
un critère d'appréciation positive. Une illustration de la
relation entre les valeurs de rendements historiques et celles obtenues
à partir du modèle se présente ainsi :
Source : Données de
l'étude.
Figure 10 : Relation entre rendements historiques et
rendements simulés du sorgho au Yatenga.
On observe un décalage important entre les valeurs
observées et les valeurs prédites.
3.2.3. Vérification des hypothèses de
pertinence et de précocitéDans ce paragraphe, nous traiterons de
la pertinence, et de la précocité des variables explicatives
des
rendements du mil dans la province du Yatenga. L'équation
de prévision des rendements du mil peut s'écrire ainsi :
Avec : le rendement du mil à une année i
donnée, : l'excès en eau sur tout le stade de
développement de la culture, : la décade pour
laquelle l'indice de satisfaction en eau
(Rangeland index) correspond à 40% de
l'évapotranspiration potentielle et l'écart entre la valeur
observée et la valeur prédite pour une année
i.
Dans une zone semi aride comme la province du Yatenga, les
besoins en eau des cultures sont rarement satisfaits. Ainsi une couverture des
besoins hydriques des cultures est déterminante pour une bonne
production agricole. L'indicateur ne peut être obtenu qu'en fin du cycle
de développement de la culture, d'où son caractère un peu
tardif si l'on veut utiliser les données collectées en station
pour son estimation. Cependant, cette contrainte peut être levée
en faisant une
estimation avec les données pluviométriques
normales dans AMS. est inversement
proportionnelle au rendement. C'est-à-dire que plus
à une valeur élevée et plus le rendement
baisse. Cet indicateur est estimé en début de
cycle de développement de la culture. Selon la description de la
longueur de la saison des pluies faites au paragraphe 1.9, on constate que la
longueur de la saison des pluies coïncide plus ou moins avec la longueur
du cycle de développement des cultures (110 et 120 jours). Par
conséquent, un retard de la date de semis entraine un débordement
du cycle de développement de la culture sur la saison agricole. L'une
des principales conséquences est l'arrêt brusque des
précipitations au moment de la maturité du mil entrainant une
baisse des rendements.
3.3. Modèle de prévision des rendements dans
la Province du Soum
L'évolution des rendements du mil et du sorgho dans la
province du Soum se présente comme suit :
Figure 11: Représentation des rendements
observés et simulés du mil et du sorgho dans la province du
Soum.
Dans cette province tout comme dans les
précédentes, on observe des variations très importantes
des rendements à certaines années. On ne constate pas une
influence des progrès réalisés par l'Etat et les
partenaires au développement sur l'évolution des rendements du
mil et sorgho.
3.3.1. Prévision des rendements du mil
Plusieurs modèles de prévision des rendements du
mil sont classés dans le tableau 12 suivant les valeurs
décroissantes du R2.
Tableaux 11: Modèles de prévision des
rendements du mil au Soum
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
WDEFf
|
NDVI_I
|
Cum
|
Sdat
|
1
|
0.646436
|
4
|
0.470744
|
0.465174
|
-0.141193
|
-0.625828
|
2
|
0.638012
|
3
|
0.394945
|
0.409625
|
|
-0.571730
|
3
|
0.515173
|
3
|
|
0.332653
|
0.213066
|
-0.469018
|
4
|
0.488231
|
3
|
0.309110
|
|
0.175457
|
-0.515140
|
5
|
0.482987
|
2
|
|
0.419273
|
|
-0.542062
|
6
|
0.470465
|
2
|
0.404998
|
|
|
-0.584522
|
7
|
0.425497
|
2
|
|
|
0.367642
|
-0.423959
|
8
|
0.357165
|
3
|
0.210808
|
0.314740
|
0.277921
|
|
9
|
0.326615
|
2
|
|
0.265456
|
0.407459
|
|
10
|
0.313262
|
2
|
0.352013
|
0.427390
|
|
|
Source : Données de
l'étude.
Avec : WDEFf : le déficit en eau pendant la phase de
pleine maturité, NDVI_I: le cumul du NDVI pendant la phase initiale, et
Sdat, la décade du début des semis.
L'application de la régression pas à pas aux
données en se limitant aux variables dont les paramètres ont une
probabilité significative à 95% montre que le modèle
N°2 présente la meilleure approche de la réalité. Les
résultats de la calibration et validation permettent de calculer les
d'indicateurs d'appréciation du modèle.
Tableau 12 : Indicateurs d'appréciation du
modèle de prévision des rendements du mil au Soum
Erreur absolue moyenne
|
Root mean square error (RMSE)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression dans
statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
(Kg/ha)
|
(Kg/ha)
|
|
|
|
|
|
75.3120508
|
88.6960015
|
0.21241985
|
0.638012
|
0.617
|
0.544071
|
0.003937
|
Source : Données de
l'étude.
Pour ce modèle, les coefficients des variables pris
individuellement sont significativement différents de la valeur nulle
(résultat en annexe 1). Le modèle dans son ensemble
présente des indicateurs de bonne qualité. Le R2 et le R2
ajusté sont tous supérieurs à 0.5. L'erreur liée
à une prévision des rendements du mil à partir de ce
modèle est de 21.24%. Autrement dit, si l'on utilise le modèle de
prévision des rendements du mil au Soum proposé dans la
présente étude on commet en moyenne une erreur de 21.24% sur la
valeur à observer. Dans 61,7% des cas, le rendement historique
observé est similaire au rendement simulé par le modèle
qui est proposé pour la prévision des rendements du mil dans la
province du Soum.
3.3.2. Prévision des rendements du sorgho
Une proposition de différents modèles de
prévision de rendements du sorgho, classés par valeur
décroissante du R2 sont consignés dans le tableau 14.
Tableau 13 : Modèles de prévision des
rendements du sorgho au Soum
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
ETAi
|
NDVI_I
|
NDVI_M
|
Sdat
|
Pluvio_V
|
1
|
0.729249
|
5
|
-0.525295
|
0.293554
|
-0.309723
|
-0.164891
|
0.507362
|
2
|
0.725376
|
4
|
-0.639413
|
0.297153
|
-0.243566
|
|
0.479093
|
3
|
0.700852
|
4
|
-0.608721
|
0.319136
|
|
0.093338
|
0.356502
|
4
|
0.698987
|
3
|
-0.526810
|
0.320723
|
|
|
0.353138
|
5
|
0.673149
|
4
|
|
0.276666
|
-0.406901
|
-0.683750
|
0.573482
|
6
|
0.664562
|
4
|
-0.490450
|
|
-0.371210
|
-0.198654
|
0.681731
|
7
|
0.658926
|
3
|
-0.627765
|
|
-0.292217
|
|
0.650170
|
8
|
0.623053
|
3
|
-0.588495
|
|
|
0.112699
|
0.516272
|
9
|
0.621567
|
3
|
|
0.308330
|
|
-0.440645
|
0.379415
|
10
|
0.620331
|
2
|
-0.489369
|
|
|
|
0.513166
|
Source : Données de
l'étude.
Avec ETAi : l'évapotranspiration réelle au stade
initial de la culture, Sdat : la décade du début des semis et
Pluvio_V : le cumul de la pluviométrie pendant le début de la
phase végétative.
Le modèle de prévision de rendement N°10
est celui qui présente de meilleures caractéristiques. Les
résultats de la calibration et validation du modèle
identifié permettent de déterminer les critères
d'appréciation suivants :
Tableau 14 : Indicateurs d'appréciation du
modèle de prévision du sorgho au Soum
Erreur absolue moyenne
|
Root mean square error (RMSE)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression
dans statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
(Kg/ha)
|
(Kg/ha)
|
|
|
|
|
|
74.1376324
|
93.8274401
|
0.17989009
|
0.620331
|
0.6084
|
0.532529
|
0.001916
|
Source : Données de
l'étude.
Pour ce modèle de prévision des rendements du
sorgho dans la province du Soum, on constate que les coefficients des variables
pris individuellement sont significativement différent de 0 (p<0.05
pour chaque variable). Le modèle possède un R2 significatif, un
RMSE de 93.83 Kg/ha et une erreur relative de prévision de 17.99 %. R2p
montre que dans 60.84% des cas, la valeur du rendement historique
observée est semblable à celle du rendement simulé par le
modèle proposé.
Le graphique suivant montre la relation entre les rendements
historiques et ceux obtenus à partir de la simulation.
normalisé (NDVI) et la date de semis qui sont des
variables importantes dans la prévision des rendements agricoles. Selon
Balaghi et al.(2009), l'indice de végétation
normalisé (NDVI) reflète mieux l'état de la
végétation que les données climatiques brutes, surtout en
zones pluviales semiarides où le climat agit fortement sur les plantes
et où les variations interannuelles du climat sont importantes. Selon
Bartholomé (1990), la comparaison des valeurs des rendements agricoles
officiels du mil et du sorgho pour 83 unités administratives du
Sénégal, Mali et Burkina Faso avec des valeurs hebdomadaires
d'indices de végétation permet d'expliquer 2/3 de la
variabilité du rendement dès le début du mois de septembre
soit un à deux mois avant la récolte.
Pour la première équation, on constate une
évolution proportionnelle du rendement du mil au Soum et le
déficit en eau pendant la phase de pleine végétation. Du
point de vue agronomique ce phénomène ne s'explique pas, car
c'est à cette phase que la biomasse atteint la croissance maximale.
L'évolution du NDVI dans le même sens que celui du rendement est
correcte car il est très souvent un bon indice pour apprécier
l'état de la biomasse. Quant à la date de semis, elle
évolue dans le sens contraire du rendement. Cela peut s'expliquer par le
fait que, plus la date de semis est éloignée et plus la
dernière phase du cycle de développement de la culture peut
être exposée à des risques de sècheresse vue la
courte durée de la saison des pluies. La seconde équation montre
que la pluviométrie au cours du début de la phase de
végétation est proportionnelle au rendement du sorgho au Soum. Le
mouvement d'eau entre les différents tissus est nécessaire pour
la circulation des sels minéraux, du carbone et des hormones. Le bon
accomplissement de ces fonctions contribue au développement des
cultures. Cependant, l'évolution en sens inverse de
l'évapotranspiration à la phase initiale ne s'explique pas.
Les variables explicatives des rendements du mil et du sorgho
dans la province du Soum présentent un caractère précoce
car, elles peuvent être disponibles avant la récolte et de ce fait
constituent un critère important pour l'alerte précoce au niveau
décentralisé.
3.4. Prévision de rendements à l'aide de
données pluviométriques obtenues sur un
www.tutiempo.net
3.4.1. Prévision des rendements du mil
Le tableau 16 présente différents modèles
de prévision des rendements du mil à partir des données
pluviométriques obtenues sur
www.tutiempo.net. Ces
modèles sont classés suivant la valeur décroissante du
R2.
Tableau 15 : Modèle de prévision des
rendements du mil au Yatenga à partir des données de
www.tutiempo.net
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
WEXv
|
Cum
|
Pluvio_V
|
1
|
0.539576
|
3
|
-0.656318
|
0.646097
|
0.547728
|
2
|
0.486855
|
2
|
-0.208812
|
0.750866
|
|
3
|
0.452939
|
2
|
|
0.703943
|
-0.065992
|
4
|
0.449696
|
1
|
|
0.670594
|
|
5
|
0.237434
|
2
|
-0.861243
|
|
1.056737
|
6
|
0.083958
|
1
|
|
|
0.289754
|
7
|
0.006374
|
1
|
0.079839
|
|
|
Source : Données de
l'étude.
Avec : WEXv : l'excès en eau pendant le début de la
phase végétative, et Pluvio_V : le cumul de la
pluviométrie pendant la phase végétative.
Suivant le principe de la régression pas à pas,
et en se limitant qu'aux variables qui ont des paramètres avec une
probabilité significative d'au moins 95%, le modèle de
prévision N°1 est celui qui présente la meilleure
simulation. Les résultats de la calibration et validation permettent de
définir les indices suivants pour l'appréciation du modèle
de prévision identifié.
Tableau 16 : Tableau de comparaison des indicateurs
d'appréciation des modèles élaborés à partir
des données obtenues en station et celles acquises de
www.tutiempo.net.
Origine des
données
|
Erreur
absolue moyenne (Kg/ha)
|
Root mean square error (RMSE)
(Kg/ha)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression dans
Statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
Tutiempo( (Zone Yatenga)
|
125.4050809
|
157.1416917
|
0.27554346
|
0.539576
|
0.4714
|
0.460430
|
0.011240
|
Station Yatenga
|
94.91491053
|
132.6992565
|
0.22528516
|
0.65887
|
0.6243
|
0.610137
|
0.000538
|
Source : Données de
l'étude.
Le tableau ci-dessus montre que la régression de la
prévision du mil à partir des données
pluviométriques provenant de
www.tutiempo.net est significative
dans l'ensemble car p<0.05, et R2>0.5. De plus l'erreur de
prédiction relative est de 27.55%. Cependant on peut constater que c'est
dans 46.04 % des cas, que les valeurs simulées sont semblables aux
valeurs observées.
La comparaison des deux modèles de prévision des
rendements du mil au Yatenga montre que les données collectées
en station permettent d'avoir un modèle qui présente : un RRMSE
faible, une probabilité de l'équation de régression
très significative, et une corrélation étroite entre
les
rendements historiques et ceux issus de la simulation
(R2p=62.43%). Les données issues de ces deux sources ne sont donc pas
identiques.
3.4.2. Prévision des rendements du sorgho
Le tableau ci-dessous présente différents
modèles de prévision de rendements du sorgho classés
par
valeur décroissante du R2.
Tableau 17 : Modèles de prévision des
rendements du sorgho au Yatenga à partir des données
pluviométriques provenant de
www.tutiempo.net.
Numéro d'ordre
|
Classement décroissant suivant la valeur de
R2
|
R2
|
Nb.
|
NDVI_V
|
NDVI_PV
|
Cum
|
Sdat
|
1
|
0.255640
|
4
|
-0.449130
|
0.268032
|
0.521858
|
0.292292
|
2
|
0.252158
|
3
|
-0.359180
|
|
0.710620
|
0.318909
|
3
|
0.234605
|
3
|
-0.561871
|
0.853701
|
|
0.213334
|
4
|
0.214618
|
3
|
|
-0.364371
|
0.777323
|
0.321666
|
5
|
0.202418
|
2
|
|
|
0.422688
|
0.268228
|
6
|
0.190042
|
3
|
-0.521307
|
0.727842
|
0.082239
|
|
7
|
0.189366
|
2
|
-0.540330
|
0.821987
|
|
|
8
|
0.161410
|
2
|
|
0.360635
|
|
0.200101
|
9
|
0.159612
|
2
|
-0.252975
|
|
0.560888
|
|
10
|
0.133870
|
2
|
|
0.036277
|
0.331504
|
|
Source : Données de
l'étude.
Selon les résultats de la régression pas
à pas, c'est l'équation N°5 qui présente le plus de
similitude avec les données historiques. Les résultats de la
calibration et validation de ce modèle se présentent comme
suit:
Tableau 18 : Tableau de comparaison des indicateurs
d'appréciation des modèles de prévision
élaborés à partir des données obtenues en station
et celles provenant de
www.tutiempo.net.
Origine des
données
|
Erreur absolue moyenne (Kg/ha)
|
Root mean square error (RMSE) (Kg/ha)
|
RRMSE (%)
|
R2 de la régression dans
statistica
|
R2p
|
R2 ajusté
|
p
|
Tutiempo (Zone Yatenga)
|
170.19989
|
191.8224689
|
0.31110972
|
0.190129
|
0.1524
|
0.114642
|
0.167451
|
Station Yatenga
|
180.260386
|
221.978532
|
0.35348591
|
0.196323
|
0.1862
|
0.010859
|
0.400155
|
Source : Données de
l'étude.
Les indicateurs consignés dans le présent
tableau montrent que les modèles de prévision de rendements ne
sont pas pertinents. Les différentes valeurs de R2 sont très
faibles. Les valeurs de RRMSE sont élevées (31.11% et 35.35%).
3.5. Discussion générale sur les
résultats
Pour l'ensemble des résultats on constate des cas de
bons modèles de prévision de rendements agricoles et d'autres
modèles qui ne sont pas pertinents. Dans le cas de la province du
Passoré, aucun modèle de prévision de rendements agricoles
proposé n'est pertinent. Il en est de même pour le rendement
agricole du sorgho dans la province du Yatenga. Si l'on considère les
résultats des modèles proposés pour la prévision du
mil au Yatenga, le mil et le sorgho au Soum, on peut avoir une estimation avec
des marges d'erreur relativement acceptables. Ces modèles contiennent
des indicateurs pertinents du point de vue agronomique, et sont
précoces. Selon Bastide et al (2008), des analyses annuelles de
végétation ont été menées à la fin de
l'hivernage de l'année 2004, au Mali et elles ont démontré
un très net déficit de production végétale dans une
grande partie de la zone considérée par l'étude. Cet
inquiétant constat a rapidement occasionné des missions de
vérification terrain pour valider les résultats et constater in
situ l'ampleur du problème. Il a ensuite fait l'objet d'un rapport sur
la situation pastorale, co-signé avec le Système d'Alerte
Précoce et le Commissariat à la Sécurité
Alimentaire du Mali, qui a permis l'identification des risques et
l'interpellation de la communauté internationale. La mise à la
disposition des modèles pertinents avec des variables précoces
permettra aux SAP décentralisés du Burkina Faso d'atteindre leurs
objectifs consignés au paragraphe 1.10, notamment celui de permettre au
SAP central de pouvoir capter à tout instant les germes de risques et
des signaux porteurs d'effets sur les groupes vulnérables.
Dans notre zone d'études qui présente des
critères de vulnérabilité élevée (une forte
densité de population par rapport à la moyenne nationale (61.9
contre 47.3 habitants/km2), un niveau de pauvreté élevé,
une couverture des besoins alimentaires structurellement déficitaire et
une agriculture pratiquée sur des sols pauvres), la connaissance
d'indicateurs à même de prédire les rendements agricoles
avant la récolte est importante pour une bonne efficacité du
système d'alerte précoce décentralisé.
L'intérêt de conduire une telle étude
n'est pas à démontrer pour des zones à
vulnérabilité élevée. Cependant, des données
de bonne qualité sont indispensables pour l'obtention de
résultats probants. Les résultats de la modélisation
obtenus pour la prédiction des rendements du mil et du sorgho dans la
zone d'étude sont contrastés. Dans un même contexte
agro-climatiques et utilisant les mêmes données sauf celles
spécifiques à chaque culture on aboutit à des
résultats différents. Ce constat de même que les
observations faites à la suite des représentations graphiques
donnent des
pistes de réflexion sur la qualité des
données des rendements agricoles historiques. On s'interroge
également, sur la disponibilité des ressources humaines à
même de conduire la collecte des données, le dépouillement
et la procédure statistique de traitement au cours de toute la
période d'étude notamment pour les années les plus
lointaines. Au regard de ces constats, nous nous interrogeons sur la
qualité des données de rendements agricoles disponibles au sein
du service national des statistiques agricoles. L'une des contraintes
liées à ces données c'est que la période de
collecte est unique et si des erreurs sont faites, il est impossible de
répéter la même expérience de sorte à
corriger les lacunes constatées. A cet effet, nous suggérons
qu'une amélioration de la qualité des données de
rendements agricoles soit faite en utilisant les techniques statistiques
recommandées.
CONCLUSION
Le Burkina Faso est un pays sahélien, situé dans
la boucle du Niger. La partie Nord du pays est la zone la plus soumise aux
phénomènes de sècheresse avec comme trait
caractéristique une insécurité alimentaire structurelle.
L'alerte précoce pour prévoir la production agricole et le taux
de couverture des besoins alimentaires au niveau décentralisé,
est importante tenant compte de la grande fluctuation des paramètres
agro-climatiques sur l'étendue du territoire national. Dans le cadre de
la présente étude, les modèles de prévision des
rendements du mil et du sorgho dans la province du Passoré, et le
modèle de prévision des rendements du sorgho dans la province du
Yatenga à partir des données climatiques collectées en
station ne présentent pas de résultats satisfaisants. Cependant,
le modèle de prévision des rendements du mil dans la province du
Yatenga, et ceux de prévision des rendements du mil et du sorgho dans la
province du Soum présentent des résultats satisfaisants. De plus,
la plupart des variables qui contribuent à l'explication des rendements
peuvent être obtenues avant la récolte. Cela présente un
caractère important pour l'alerte précoce. La comparaison des
modèles de prévision des rendements à partir des
données collectées en station et des données obtenues de
www.tutiempo.net, montre que les
données collectées en station présentent une
qualité meilleure dans l'explication des rendements agricoles. La
présente étude qui vise à proposer des modèles de
prévision des rendements agricoles des céréales de base
pour l'alimentation des populations de trois provinces présente des cas
de bonne prévision à base d'indicateurs pertinents et
précoces et des cas de modèles non pertinents. Une telle
étude, vu son intérêt pour les SAP
décentralisés mérite d'être élargie à
d'autres provinces en prenant le soin de corriger les données de
rendements historiques fournis par la (DGPER, 2009). Dans cette optique, les
variables explicatives peuvent être élargies de sorte à
prendre en compte d'autres paramètres à même d'influencer
les rendements agricoles.
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Tychon, B. (2009). Module de formation sur le logiciel vast:
11.
ANNEXES
Annexe 1 : Résultats de la
paramétrisation des modèles pertinents
Modèle de prévision des rendements du mil dans la
province du Yatenga.
|
Paramètres Estimés (OHG-analyse-mil_stat)
|
Effet
|
Paramétrisation sigma-restreint
|
|
Rendt
|
Rendt
|
Rendt
|
Rendt
|
-95.00%
|
+95.00%
|
Rendt
|
Rendt
|
-95.00%
|
+95.00%
|
|
Param.
|
Err-Type
|
t
|
t
|
Lim.conf
|
Lim.conf
|
bêta
|
ErTyp
|
Lim.conf
|
Lim.conf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(bêta)
|
|
|
Ord.Orig.
|
2124.173
|
491.0273
|
4.32598
|
0.000698
|
1071.025
|
3177.322
|
|
|
|
|
WEXt
|
1.519
|
0.3519
|
4.31588
|
0.000711
|
0.764
|
2.273
|
0.684835
|
0.158678
|
0.344505
|
1.025165
|
"Cr1a"
|
-101.553
|
27.9872
|
-3.62854
|
0.002739
|
-161.579
|
-41.526
|
-0.575769
|
0.158678
|
-0.916099
|
-0.235439
|
Source : Données de l'étude.
Modèle de prévision des rendements du mil dans la
province du Soum
Effet
|
Paramètres Estimés (Donnee analyse mil soum)
Paramétrisation sigma-restreint
|
Rendement
|
Rendement
|
Rendement
|
Rendement
|
-95.00%
|
+95.00%
|
Rendement
|
Rendement
|
-95.00%
|
+95.00%
|
Ord.Orig.
|
2597.481
|
760.6413
|
3.41486
|
0.004609
|
954.215
|
4240.747
|
|
|
|
|
WDEFf
|
10.678
|
4.4475
|
2.40093
|
0.032029
|
1.070
|
20.286
|
0.407330
|
0.169655
|
0.040813
|
0.773848
|
NDVI_I
|
876.658
|
397.3400
|
2.20632
|
0.045961
|
18.257
|
1735.059
|
0.373682
|
0.169369
|
0.007782
|
0.739582
|
Sdat
|
-127.043
|
37.5025
|
-3.38759
|
0.004857
|
-208.063
|
-46.024
|
-0.572817
|
0.169093
|
-0.938119
|
-0.207515
|
Source : Données de l'étude
Modèle de prévision des rendements du sorgho dans
la province du Soum
Effet
|
Paramètres Estimés (Donnee analyse sorgho soum)
Paramétrisation sigma-restreint
|
Rendement param.
|
Rendement Err-Type
|
Rendement t
|
Rendement p
|
-95.00% Lim.conf
|
+95.00% Lim.conf
|
Rendement ErTy.(Bêta)
|
Rendement ErTyp (bêta)
|
-95.00% Lim.conf
|
+95.00% Lim.conf
|
Ord.Orig.
|
1208.098
|
313.5709
|
3.85271
|
0.001758
|
535.5548
|
1880.640
|
|
|
|
|
ETAi
|
-37.189
|
13.2632
|
-2.80390
|
0.014072
|
-65.6353
|
-8.742
|
-0.488998
|
0.174400
|
-0.863048
|
-0.114949
|
Pluvio_CD
|
1.057
|
0.3659
|
2.88987
|
0.011877
|
0.2726
|
1.842
|
0.503993
|
0.174400
|
0.129943
|
0.878042
|
Source : Données de l'étude
3
Annexe2 : Résultat de la régression entre
rendements historiques observés et simulés à partir des
modèles proposés.
Résultat de la régression entre rendements
historiques et simulés du mil au Yatenga.
Résultat de la régression entre rendements
historiques et simulés du mil au Soum
Résultat de la régression entre rendements
historiques et simulés du sorgho au Soum
|