UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET FONCIERE

MENTION : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET Polytechnique,

AMENAGEMENT DU TERRITOIRE Premier Partenaire, des professionnels

PARCOURS : GEOMETRE TOPOGRAPHE

Mémoire de fin d’étude Polytechnique, Premier Partenaire,

En vue de l’obtention de Diplôme d’Ingénieur Géomètre Topographe, grade Master des professionnels

MODELE D’ESTIMATION DE RECOLTE DE RIZ DANS LA PLAINE DE MAROVOAY PAR TELEDETECTION ET SIG

Présenté par : Monsieur RAHARISON Narivony Jean Mickael

Directeur de mémoire : Docteur RABARIMANANA Mamy, Maître de conférences

Chef de département Information Géographique et Foncière

Promotion 2014

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET FONCIERE

MENTION : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET Polytechnique, Premier Partenaire, AMENAGEMENT DU TERRITOIRE des professionnels

PARCOURS : GEOMETRE TOPOGRAPHE

Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention de Diplôme d’Ingénieur Géomètre Topographe, grade Master

MODELE D’ESTIMATION DE RECOLTE DE RIZ DANS LA PLAINE DE MAROVOAY PAR TELEDETECTION ET SIG

Présenté par: Monsieur RAHARISON Narivony Jean Mickael Président du jury: Monsieur RABETSIAHINY, Docteur et Maître de conférences Chef de la mention de l’ l’information Géographique et Aménagement du Territoire Enseignant chercheur à l’Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo

Directeur de mémoire : Monsieur RABARIMANANA Mamy, Docteur, Maître de conférences Chef de département de l’information Géographique et Foncière

Examinateurs : Monsieur RAKOTOARISON Max Simon, Ingénieur Géodésien Enseignant à l’Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo

Monsieur RAKOTOZAFY Robert, Géomètre Topographe, Géomètre Expert Enseignant à l’Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo

Soutenu le 09 avril 2015 Promotion 2014

Mémoire de fin d’étude

REMERCIEMMENTS Si ce travail a pu être mené à terme, c’est grâce à l’action de l’amour de Dieu, de sa miséricorde et de sa bonté infini.

Que tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce mémoire reçoivent le témoignage de notre profonde reconnaissance, et plus particulièrement :

 Monsieur ANDRIANARY Philippe Antoine, Professeur et directeur de l’Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo qui s’est toujours attaché à l’excellence des formations dispensées par l’Ecole ;  Monsieur RABARIMANANA Mamy, Docteur Chef du département de l’Information Géographique et Foncière de l’ESPA, notre encadreur, dont les directives, particulièrement actualisées, m'ont beaucoup éclairée durant la réalisation de ce travail ;  Monsieur RABETSIAHINY, Docteur et Maître de conférences, chef de la Mention Information Géographique et Aménagement de territoire, enseignant à l’ESPA pour l’honneur qu’il nous fait de présider le jury de cette soutenance ;  Messieurs les membres du jury :

 RAKOTOARISON Max Simon, Ingénieur Géodésien et enseignant à l’ ESPA  RAKOTOZAFY Robert, Ingénieur Géomètre Topographe et enseignant à l’ESPA

Qui ont voulu consacrer leurs temps pour avoir accepté de juger mon travail.

 Tous les enseignants et tout le personnel de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, en particulier ceux du Département Information Géographique et Foncière; Toute ma famille, mes amis, mes collègues ont contribué à la réalisation de ce mémoire.

i RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

SOMMAIRE

REMERCIEMMENTS ...... i SOMMAIRE ...... ii LISTE DES CARTES ...... iv LISTE DES FIGURES ...... iv LISTE DES TABLEAUX ...... v LISTE DES FORMULES ...... v LISTE DES ANNEXES ...... v LISTE DES ABREVIATIONS ...... vi GLOSSAIRE ...... viii INTRODUCTION ...... 1 Chapitre I : PLAINE DE MAROVOAY ...... 2 I.1 LOCALISATION ...... 3 I.2 HISTORIQUE ...... 5 I.3 SITUATION FONCIERE ...... 5 I.4 CLIMAT ...... 6 I.5 RELIEF ...... 7 I.6 HYDROGRAPHIE ...... 8 I.7 INONDATION ...... 10 I.8 PEDOLOGIE ...... 11 I.9 CARTE D’OCCUPATION DU SOL ...... 13 Chapitre II : RIZ ET RIZICULTURE DE MAROVOAY ...... 15 II.1 HISTORIQUE ET GENESE DE LA RIZICULTURE ...... 16 II.2 BIOLOGIE DU RIZ ...... 17 II.3 ECOLOGIE DU RIZ ...... 21 II.4 CALENDRIER RIZICOLE DE MAROVOAY ...... 24 II.5 SCHEMA DIRECTEUR DE LA PLAINE DE MAROVOAY ...... 26 II.6 COMMERCIALISATION DE RIZ ...... 28 II.7 MAITRISE DE L’EAU ET BARRAGE ...... 31 Chapitre III : TELEDETECTION ET SIG ...... 32 III.1 TELEDETECTION ...... 33 III.2 SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE (S.I.G.) ...... 38 Chapitre IV: METHODOLOGIE ...... 42

ii RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

IV.1 ORGANIGRAMME DE TRAVAIL ...... 43 IV.2 COLLECTE DES DONNEES ...... 44 IV.3 MOSAÏQUAGE ...... 50 IV.4 CORRECTION GEOMETRIQUE ...... 51 IV.5 TRAITEMENT SPECIFIQUE ...... 56 Chapitre V: RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 63 V.1 RESULTATS DES CLASSIFICATIONS DE L’IMAGE LANDSAT 8 ...... 64 V.2 INTERPRETATION VISUELLE DES RESULTATS ...... 65 V.3 COMPARAISON ENTRE LA CARTE DES RIZIERES ISSUE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ET LA CARTE DE ZONAGE RIZICOLE ISSUE DE L’IMAGE GOOGLE EARTH DE LA PLAINE DE MAROVOAY ...... 66 V.4 CARTE RIZICOLE OBTENUE ...... 68 V.5 RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 72 V.6 RENDEMENT ET PRODUCTIVITE ...... 78 Chapitre VI: DISCUSSION ET PROPOSITION D’AMELIORATION...... 82 VI .1 SURFACE RIZICOLE ET PRODUCTION ...... 83 VI.2 RECOMMANDATIONS ...... 85 VI. 3 APPLICATION SOUS VBA ...... 91 VI.4 COUT DE PROJET ...... 93 CONCLUSION ...... 95 BIBLIOGRAPHIE ...... A ANNEXE ...... C

iii RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

LISTE DES CARTES Carte 1: localisation de la zone d’étude ...... 4 Carte 2: Carte hydrographique de Marovoay ...... 9 Carte 3: Carte pédologique du bassin versant de Marovoay ...... 12 Carte 4: Carte d'occupation du sol de la plaine de Marovoay ...... 14 Carte 5: Schéma directeur de la plaine de Marovoay ...... 27 Carte 6: comparaison entre la carte des rizières issue la carte topographique et la carte de zonage rizicole issue de l’image Google Earth de la plaine de Marovoay ...... 66 Carte 7: Carte de zonage rizicole de la plaine Marovoay ...... 68

LISTE DES FIGURES Figure 1: Morphologie des 2 sous espèces d'Oryza sativa ...... 16 Figure 2: Émergence de la tigelle (a) et de la racine séminale (b) ...... 17 Figure 3: La montaison ...... 18 Figure 4: Stade de « gros ventre » ...... 19 Figure 5: Epiaison ...... 19 Figure 6: Stade de floraison ...... 20 Figure 7: Maturation des grains ...... 20 Figure 8: Ventilation du volume du riz produit ...... 28 Figure 9: Organigramme de circuit commercial du riz ...... 29 Figure 10: Schéma du processus de la Télédétection ...... 35 Figure 11: Les données dans un SIG ...... 39 Figure 12: Organigramme de travail ...... 43 Figure 13: Composition colorée 765 ...... 64 Figure 14: Classification supervisée ...... 64 Figure 15: Comparaison entre l’image, Google, la composition colorée765 et la classification supervisé ...... 65 Figure 16 : Répartition de la surface rizicole de la rive droite par secteur en ha ...... 73 Figure 17: Répartition de la surface rizicole de la rive gauche par secteur en ha ...... 73 Figure 18: Répartition de la surface totale rizicole de la rive droite en ha ...... 74 Figure 19: Pourcentage de la surface rizicole de la rive droite (%)...... 75 Figure 20: Répartition de la surface totale rizicole de la rive gauche (ha) ...... 75 Figure 21: Pourcentage de la surface totale rizicole de la rive gauche (%) ...... 76 Figure 22: Pourcentage de la surface totale rizicole dans la plaine de Marovoay (%) ...... 77 Figure 23 : Estimation des récoltes de la rive droite (t)...... 79 Figure 24: Estimation des récoltes de de la rive gauche (t) ...... 79 Figure 25: Estimation des récoltes de la plaine de Marovoay (t) ...... 80 Figure 26: Courbe de variation des surfaces rizicoles cultivables en ha ...... 84 Figure 27: Courbe de variation des récoltes en t ...... 84

iv RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

LISTE DES TABLEAUX Tableau 1: Calendrier rizicole sur la plaine de Marovoay...... 24 Tableau 2: Les principales fenêtres atmosphériques ...... 36 Tableau 3: liste des données avec leurs caractéristiques et leur date d’éditions ...... 44 Tableau 4: Caractéristiques techniques de Landsat 7 n°160/071 ...... 47 Tableau 5: Tableau montrant le rang de photo mosaïqué ...... 51 Tableau 6: Liste des GC Ps dans la boite de dialogue Image to image GPC List ...... 54 Tableau 7: Le décalage des coordonnées entre Marovoay HD et la carte topographique ...... 57 Tableau 8: Répartition de la surface rizicole de la plaine de Marovoay selon Google Earth 2014 ...... 72 Tableau 9: Pourcentage de la surface rizicole de la rive droite (%) ...... 75 Tableau 10: Pourcentage de la surface totale rizicole de la rive gauche (ha) ...... 76 Tableau 11: Pourcentage de la surface totale rizicole dans la plaine de Marovoay (%) ...... 77 Tableau 12: Rendement par secteur (t/ha) ...... 78 Tableau 13: Estimation des récoltes de la rive droite (t) ...... 78 Tableau 14: Estimation des récoltes de la rive gauche (t) ...... 79 Tableau 15: Evaluation de superficie et de production rizicole ...... 83 Tableau 16: Un modèle pour l'utilisation de système SRI de pays asiatique ...... 88 Tableau 17: Coût de collecte des données ...... 93 Tableau 18: Coût de logiciel...... 93 Tableau 19: Coût de travaux sur terrain ...... 93 Tableau 20: Coût autre ...... 94 Tableau 21: Coût de travaux au bureau ...... 94 Tableau 22: Coût total du projet ...... 94

LISTE DES FORMULES Formule 1: Moyenne des écarts en x ...... 57 Formule 2: Moyenne des écarts en y ...... 57 Formule 3: Moyenne des écarts en xy ...... 57 Formule 4: Précision des écarts en x ...... 58 Formule 5: Précision des écarts en y ...... 58 Formule 6: Moyenne des écarts en xy ...... 58 Formule 7: Exactitude des écarts en x ...... 58 Formule 8: Exactitude des écarts en y ...... 58 Formule 9: Exactitude des écarts en y ...... 58

LISTE DES ANNEXES Annexe 1: FOFIFA ...... C Annexe 2: FIFABE ...... C Annexe 3: LE SYSTEME DE RIZICULTURE INTENSIVE (SRI) ...... D Annexe 4: Enregistrement de l'image Google avec la résolution maximale de 4800*2974 pixel...... E Annexe 5: Améliorer le rendement rizicole ...... E

v RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

LISTE DES ABREVIATIONS · AFD : Agence Française de Développement · ANGAP : Association National pour la Gestion des Aires Protégées · Ar : Ariary · BD : Base de Données · BVPI : Bassin Versant – Périmètre Irrigué · CRIF : Centre de Ressources et d’Informations Foncières · DRDR : Programme de Soutien au Développement Rural. · EMQ : Erreur Moyenne Quadratique · ERTS: Earth Resources Technology Satellites · ESPA : Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo · ETM+ : Enchanced Thematic Mapper · FAO : Food and Agriculture Organization · FID : Fonds d’Intervention pour le Développement · FIFABE: FIkambanana Fampandrosoana ny Lemak’i BEtsiboka · FOFIFA: FOibe FIkarohana ny Fampandrosoana ny eny Ambanivohitra · FTM: Foiben-Taosarintanin’i Madagasikara · GCP: Ground Control Point · GDTA : Groupement pour le Développement de la Télédétection Aérospatiale · GTDR: Groupe de Travail pour le Développement Rural · ha : hectare · HSV : Hue Saturation Value · IGAT: Information Géographique et Aménagement du Territoire · INSTAT : Institut National de la STATistique · IRAM : Institut de Recherches Agronomiques à Madagascar · LOVASOA : Coopérative base à Tsararano Marovoay · MADIO: Madagascar Dial Instat Orstom · MAEP : Ministre de l’Agriculture de l’Elevage et de la Pêche · MPE : Maison de Petite Elevage · NASA : National Aeronautics and Space Administration · PLAE : Programme de Lutte Anti-Erosive

vi RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

· PNF : Programme Nationale Foncier · PPN : Produits de Première Nécessité · RGB : Reed Green Blue · RMS: Root Mean Square · RN : Route Nationale · SIG : Système d’Information Géographique · SPOT : Satellite Pour l’Observation de la Terre · SRI : Système de Riziculture Intensif · SRI : Système de Riziculture Intensive · t / ha : tonne(s) par hectare · t: tonne · THR : Très Haute Résolution · TM: Thematic Mapper · USGS : Institut des études géologiques américain · UTM: Universel Transverse Mercator · VBA : Visual Basic Application

vii RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

GLOSSAIRE 1. Epiaison : Apparition de l’épi des céréales à l’extérieur de la gaine foliaire. 2. Montaison : Montée en graine d’une plante 3. Orthorectification : une correction géométrique des images qui a pour but de les présenter comme si elles avaient été acquises depuis la verticale. 4. Panicule : inflorescence en grappe 5. Pixel : plus petit élément homogène du quadrillage rectangulaire d’une image numérisé 6. Récolte : Action recueillera des produits de la terre. 7. Repiquage : Action de repiquer c'est-à-dire transplanté des jeunes plats provenant de semis. 8. Tanety : désigne un terrain en hauteur qui peut être utilisé pour les cultures en profitant des saisons pluvieuses. 9. Tif : un format compressé ou non, courant et lu par beaucoup de logiciels de traitement d'image matricielle. 10. Vary Asara : terme de la côte Ouest de Madagascar pour désigner la culture de riz pratiquée en saison des pluies. 11. Vary Atriatry : riziculture pratiquée entre deux saisons sur la côte Nord-Ouest de Madagascar. 12. Vary Jeby : riziculture de saison sèche pratiquée sur la côte Nord-Ouest de Madagascar.

viii RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 Mémoire de fin d’étude

INTRODUCTION

Le riz est l’aliment de base des Malgaches et fait partie des produits de première nécessité. En tant que principal produit de consommation, cultivé depuis des siècles, il a déjà fait l’objet de nombreuses observations et de multiples études techniques. Depuis quelques décennies, le riz est devenu un sujet fondamental de recherche, aussi bien pour les agronomes ou les généticiens que pour les économistes, les sociologies ou les géographes. Pareil, de nombreux travaux ont été entrepris par les ingénieurs de ministère de l’agriculture, les chercheurs de l’Institut National de la Statistique.

Face aux problèmes d’insécurités actuels, qui touche les trois quart de la population malgache, la prévision annuelle des récoltes est une outille de planification indispensable pour bien gérer les stocks rizicoles. La connaissance de la population permettrait de limiter la spéculation pendant la période de soudure et de réduire l’importation sauvage qui est la source de l’hémorragie de devise.

Le but de ce mémoire consistait alors de définir la localisation des périmètres rizicoles, d’estimer avec le maximum de précision possible la récolte de riz dans la plaine de Marovoay à l’aide des méthodes moderne tel que la télédétection et le Système d’Information Géographique, en vue de proposer une solution d’amélioration de la production.

Cette étude comporte six chapitres et dans la première chapitre on va voir la plaine de Marovoay, la seconde chapitre présentera la riziculture de Marovoay. Le troisième chapitre présentera la Télédétection et le Système d’Information Géographique. Le quatrième chapitre montrera la méthodologie. Les résultats et interprétations seront démontrés dans le cinquième chapitre. Et le dernier on verra les discussions et les propositions d’améliorations.

RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 1

Mémoire de fin d’étude

Chapitre I : PLAINE DE MAROVOAY

RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 2

Mémoire de fin d’étude

I.1 LOCALISATION La plaine de Marovoay (Carte 1) est située dans sa totalité dans le district de Marovoay, dans la région du Boeny, province de Mahajanga. . Elle se trouve autour du fleuve de Betsiboka ; c’est pour cela que la plaine de Marovoay est aussi appelée « la plaine de la basse Betsiboka ». Elle est parmi les greniers à riz de Madagascar, raison de choix de la zone.

Elle est encadrée par les coordonnées Laborde suivante :

X minimale = 371 566 m X maximale = 452 982 m

Yminimale = 1 055 327 m Ymaximale = 1 136 478 m

La plaine appartient au district de Marovoay que se trouve à 396 km de la ville d’Antananarivo, au Nord-Ouest de Madagascar et à environs 80 km de Mahajanga Chef-lieu de la région Boeny. Le district s’étend sur une superficie de 6 414km2 et composé de 11communes avec 140 Fokontany. telle que : Tsararano, Marovoay Ambanivohitra, Marosakoa, Manaratsandry, Bemaharivo, Antanimasaka, Antanambao andranolava, Anosinalainolona, Ankazomborona,Ankaraobato, Ambolomoty.

Le district de Marovoay est limité :

 Au Nord par le district de Mahajanga II  A l’Ouest par le district de Mitsinjo  A l’Est par le district de Boriziny et Mampikony  Au Sud par le district d’Ambato Boeny

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Carte 1: Localisation de la zone d'étude

CARTE DE LOCALISATION DE MAROVOAY

370000 455000 540000 0 0 0 0 0 0 0 0

8 . 8 1 1 1 1 #6 MAHAJANGA II 4 102 o c

n i BORIZINY (Port-Berger)

R N 4

1

2

0 # a 8b MAROVOAY RN 6 #

0 MITSINJO # 0 i 0 nco 0 0 in 0

0 c 9 MAMPIKONY 0 o 5 0 160 1 0 1 1 1 1

6

4 R 0 N 1 4 #

4 AMBATO-BOINA 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 1 1

0 23 000 46 000 92 000 Mètres

370000 455000 540000

Légende

# Chef_lieu_de_district District Limitrophes Route_Provinciale District Marovoay Route_Nationale

Source: BD 100 FTM Edition: Janvier 2O15 Système de projection: Laborde Madagascar Concepteur: RAHARISON Narivony Jean Mickael Mémoire de fin d’étude

I.2 HISTORIQUE Historiquement, la plaine de la Basse Betsiboka a été mise en valeur sous la colonisation par des grandes sociétés qui ont eu besoin de main d'œuvre. Les Sakalava, qui utilisaient ces terres comme parcours pour le bétail, étaient peu nombreux et peu intéressés par le salariat agricole et le travail de la terre ; les colons ont alors fait appel à de la main- d’œuvre extérieure à la région en 1920. On trouve ainsi sur la plaine de Marovoay des communautés ayant des origines très variées comme les Sakalava, Betsileo (à partir de 1900), les Antesaka, Antefasy (depuis 1947), Antandroy (à partir de 1960), Merina (1947),Tsimihety 1900), dont les plus importantes sont originaires des Faritany de Fianarantsoa et d'Antananarivo.(Observatoire de la plaine de Marovoay, 1996)

A l'image de la population malgache, cette population de migrants est jeune (53% a moins de 20 ans). La majorité des ménages forment des familles nucléaires strictes, mais aussi près de un ménage sur cinq est monoparental (le plus souvent dirigé par une femme).

Au niveau du volet économique, les principales activités sont l’agriculture à forte prédominance rizicole (3.000t/an) destiné surtout aux hommes. L’élevage passe au second plan avec un cheptel bovin et des élevages porcins, caprins, avicole, et des palmipèdes.

Les organismes et projets qui interviennent dans la zone sont : FIFABE, FOFIFA, LOVASOA, MPE, ANGAP, PLAE. Il y a lieu de citer la présence d’un Centre de Recherche sous tutelle de la FOFIFA Mahajanga, et spécialisée dans la recherche variétale rizicole.

I.3 SITUATION FONCIERE Elle est dominée par le faire-valoir indirect. La plaine de Marovoay présente, comme tous les grands périmètres irrigués aménagés sous la colonisation, une situation foncière complexe. La mise en valeur sous la colonisation a été réalisée au détriment des occupants antérieurs (Sakalava essentiellement), qui n'ont pas pour autant renoncer à leurs droits. Les migrants, arrivés comme salariés agricoles sont devenus métayers de la société d'aménagement. Vers le milieu des années 1960, La société d’aménagement a instauré un système d'accession à la propriété par la location-vente des terres exploitées. Cette procédure a été interrompue vers le milieu des années 1970. Depuis le dépérissement de l'autorité centrale du périmètre, les conflits fonciers se sont multipliés : ces terres rizicoles attisent les appétits et toutes les formes de récupération ou d'appropriation sont mises en œuvre (y compris en faisant jouer les sept ressorts spirituels, c'est à dire les esprits qui peuplent la terre

RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 5

Mémoire de fin d’étude des ancêtres). Les métayers ne bénéficient d'aucune protection légale et l'usure, qui s'est considérablement développée depuis la disparition du crédit formel, est responsable du "transfert" de propriété de dizaines de rizières mises en gage chaque année et perdues par l'emprunteur qui n'arrive pas à rembourser l'usurier. Conséquence de cette situation, le faire valoir indirect domine : plus de 27% des exploitants ne possèdent aucune des terres qu'ils exploitent et les propriétaires-exploitants, qui possèdent le même nombre de parcelles qu'ils exploitent, ne représentent qu'un quart des ménages agricoles. Au total, les deux tiers des ménages agricoles sont obligés de prendre des terres en métayage ou, plus rarement, en location. Le faire valoir indirect existe dans tout Madagascar, mais prend ici une ampleur inégalée, liée à la fois à l'histoire de l'appropriation foncière dans la région et à l'intérêt stratégique que représente ces terrains rizicoles. (Observatoire de la plaine de Marovoay, 1996) A part l’insécurité foncière, il y a également l’aléa climatique qui influe la récolte de riz que nous allons aborder par la suite.

I.4 CLIMAT Le climat définit comme le résultat de tous les principaux facteurs atmosphériques qui agissent sur un territoire géographique donné (vent, pression, température,…). Le climat de la région est de type tropical sec, chaud pendant 7 mois, et 5 mois de saison pluvieuse. Il est rythmé par l'alternance d'une saison pluvieuse et d'une saison sèche débute au mois de mai jusqu’en septembre. Les données qui caractérisent le climat de Marovoay se présentent comme suit :

 La température

La température moyenne annuelle qui est aux alentours de 27° C, est généralement favorable à la riziculture. Le novembre est le mois le plus chaud car la température s’élève à 28,5 ou à 29° C, tandis que juillet est le plus frais car la température descend jusqu’à 18° C.

 La pluviométrie

La plaine de Marovoay bénéficie d’une pluviométrie moyenne de 1.500 mm par an et de 50 à 61 jours de pluies réparties entre début décembre et fin avril. La plus grande quantité pluviométrique est concentrée de janvier à mars (1288 mm), avec des pluies fortes de caractère orageux.

RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 6

Mémoire de fin d’étude

 Le vent

Le vent asséchant dit « varatraza » souffle sur la plaine de Marovoay, de juillet à août avec une vitesse moyenne au sol de 12 à 14 kilomètres par heure. Il peut influencer le rendement rizicole car le riz en phase de floraison est très sensible à la force du vent.

Cette force dépendra de la géomorphologie des terrains de ce fait, le relief.

I.5 RELIEF Le relief est caractérisé par de plateaux et de pénéplaines et des versants tendant vers les bassins de la rivière Betsiboka. L’altitude moyenne se trouve au niveau géodésique de 50m (NGM). La plaine est constituée de treize secteurs d’irrigation indépendants : huit en rive droite et cinq en rive gauche.

Les bassins versants de la plaine comprennent, d’une part, celui du fleuve de Betsiboka qui détermine l’importance et les périodes d’épandage des crues à Marovoay, d’autre part, les bassins versants des affluents des fleuves qui se déversent dans la plaine aménagée (rivière Marovoay, Karambo, etc.…) et qui déterminent le remplissage des barrages de stockage et les débits au niveau des barrages des déviations le long de cours d’eau. Ils sont les plus importants à Madagascar par le volume d’eau enroulé annuellement.

En terme superficie, il est par contre le second bassin fluvial de Madagascar (49.000km) après le bassin de Mangoky. La Betsiboka est formée de la réunion de deux grands cours d’eau : la branche mère « Betsiboka »et son confluent« Ikopa ». Dans la partie inférieure, après avoir reçu le Kamoro en rive droite, la Betsiboka s’écoule entre les plateaux d’Ankarafantsika et d’Antanimena d’orientation Est-Ouest, à travers la plaine et le verrou de Marovoay avant de former un important delta, largement couvert de mangroves, et jeter dans la baie de Bombetoka. La plaine de Marovoay collecte comme principaux affluents de rive gauche, les rivières d’Antsohikely, Milahazomaty et Maroala, et en rive droite, les rives d’Andranomando et Kamoro, Marovoay, Androtra et Ambilivily.

La plaine de Marovoay est très vaste qu’il faudrait comprendre le réseau hydrographie pour faciliter la mise en place des infrastructures pour l’irrigation.

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Mémoire de fin d’étude

I.6 HYDROGRAPHIE Le fleuve de la Betsiboka qui est connu remarquablement par le nombre de ses affluents, l’importance de son débit et la longueur de son cours, subdivise la plaine de Marovoay en deux : la rive droite et la rive gauche de la Betsiboka (Carte 2).

Les cours d’eau qui alimentent les réseaux de la plaine de Marovoay sur la rive droite sont la rivière de Marovoay, la rivière de Karambo, la rivière de Maevajofo et celle d’Ambatomainty avec leurs affluents respectifs. Sur la rive gauche de la Betsiboka, les réseaux sont alimentés par la rivière de Milahazomaty et celle d’Andranomena. A ces cours d’eau, il convient d’ajouter les différents bassins des retenues collinaires, notamment les lacs d’Amboromalandy (au bord de la RN 4), d’Ambilivily, de Morafeno, d’Ambondromifehy, de Rico et enfin d’Ampijoroan’ala.

RAHARISON Narivony Jean Mickael Promotion 2014 8

Carte 2: Carte hydrographique de Marovoay

CARTE HYDROGRAPHIQUE DE MAROVOAY

385000 420500 456000 0 0 0 0 6 6 1 1 4 4 1 1 1 . 1

a B oin E mb TS na IB y a O os M K d A an m itra 0 no id 0

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A nd ro tra 0 0 0 0 4 4 2 2 6 6 0 0 1 1

0 6 500 13 000 26 000 39 000 Mètres

385000 420500 456000

Edition: Janvier 2O15 Légende

Source: Carte physique 1/ 200 000 FTM Rivière Plan d'eau Système de projection: Laborde Madagascar Bassin versant Concepteur: RAHARISON Narivony Jean Mickael District Marovoay Mémoire de fin d’étude

L’accès d’eau peut devenir catastrophique dont la conséquence est l’inondation.

I.7 INONDATION L’inondation est une catastrophe naturelle ; ce qui fait qu’à chaque période de crue, d’importantes inondations soient observées avec tous les impacts qui pourraient engendrer une trouble qui affecte le sens d’écoulement des eaux. Les sillons se transforment en un système de canalisation des eaux. La disposition généralement perpendiculaire de ces canaux par rapport à la direction et au sens d’écoulement permet la stagnation des eaux dans l’exploitation agricole. Cette pratique bien avantageuse pour les cultures est parallèlement un facteur d’inondation. Car, les eaux ainsi retenues dans un site à forte saturation du sol, s’accumulent progressivement et provoquent des inondations aux moindres averses. La plaine de Marovoay est inondée pendant la période de Janvier à mars, autrement dit durant la saison pluviale. Plusieurs rizières sont inondées et les agriculteurs ne peuvent rien faire. Ils attendent l’infiltration et l’évaporation naturelle de l’eau qui dure un ou un mois et demi. Nombreux sont les dégâts et les pertes causés par cette situation dont on distingue la destruction des cultures implantés avant l’inondation et les pertes causées par le retard du calendrier cultural. Cependant, des variations annuelles existent suivant la formation ou non de la saison cyclonique. L’exemple le plus frappant est le passage des cyclones Gafilo et Elita en 2004 et le cyclone Hellen en 2014 où l’inondation était très forte. L’inondation est un facteur limitant la récolte, également le type du sol.

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Mémoire de fin d’étude

I.8 PEDOLOGIE Il existe trois types des sols d’origines ferrugineux (Carte 3) qui caractérisent la pédologie de la région Boeny:

 les sols des tanety latéritiques rouges en bordure des bassins versants qui dominent en petite partie sur Ambato Boeny, Soalala, Mitsinjo, Marovoay et Mahajanga II.  les sols hydromorphes des bas-fonds ou de plaines, qui occupent en général les parties amont où commencent les mangroves, c’est-à-dire quelques kilomètres des embouchures des grands fleuves : Mahavavy, Betsiboka et Mahajamba.  les baiboho, d’une superficie de 250 000 ha qui se trouvent sur les bourrelets de chaque berge des grands fleuves précédents. Ce sont des terres cultivables situées dans les zones de Marovoay,Mahajanga II, Mitsinjo, Ambato Boeny.

Mais, dans le périmètre irrigué de la plaine, les sols des rizières sont caractérisés par des sols hydromorphes. On distingue ici deux types de sols hydromorphes :

 sol très ou fortement hydromorphe, riche en matières organiques où l’eau stagne toute l’année, connu sous le langage vernaculaire : « boboka ».  sol moyennement hydromorphe, assez bien pourvue en matières organiques où l’eau stagne une partie de l’année, connu sous le même langage que précédent : « pako»

La fertilité des sols sur la plaine est très variable. La plupart des sols du périmètre irrigué présente une déficience en azote (N). Or, le riz est une plante très exigeante en cet élément. Même si la teneur en phosphore (P) est faible dans l’ensemble du périmètre irrigué, cet élément n’apporte pas un surplus de production supérieur à 10 %. Dans ce périmètre, 37 % de la superficie sont des sols acides contre 63 % qui sont des sols salés.

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Carte 3: Carte pédologique du bassint versant de Marovoay

CARTE PEDOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DE MAROVOAY

402300 424200 446100 . 0 0 0 0 2 2 5 5 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 8 8 8 8 8 0 0 1 1

0 4 350 8 700 17 400 26 100 Mètres

402300 424200 446100

Légende

alluvions limino argileuses non micacees Complexe erode de l'Isalo alluvions limono argileuses micacees bourrelets semi-tourbeux à innondation totale permanente alluvions limono sableuses micacees bourrelets mangrove beige sur gres plus ou moins ruiniforme Rouge sur carapace sableuse brun gris sur calcaire Rouge sur gres brun rouge sur basalte Sale à surface poudreuse brun rouge sur basalte sols peu evolues humiferes inondation partielle temporaire pseudogley inondation partielle temporaire gley inondation totale temporaire gley gris sableux sur rouge jaune sur gres Bassin versant Plan d'eau

Source: Carte physique 1/ 200 000 FTM Edition: Janvier 2O15 Système de projection: Laborde Madagascar Concepteur: RAHARISON Narivony Jean Mickael Mémoire de fin d’étude

I.9 CARTE D’OCCUPATION DU SOL Cette carte est obtenue à partir de la carte topographique 1/ 100 000 FTM. La carte d’occupation du sol met en relief l’impact des formations résineuses. Nous voyons sur cette carte onze classes qui occupent en permanence le sol tel que la forêt, le plan d’eau, les marais, la mangrove, la rizière, le sable, la savane arboré, la savane arbustive, le verger, dûnes et le bassin versant.

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CARTE D'OCCUPATION DU SOL 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 1 1 1 1 Légende t Bassin Versant Dûnes Fôret Plan d'eau Marais Mangrove Rizière Sable Savane arbore 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 Savane arbustive 1 1 Verger Limite District Marovoay

Système de projection: Laborde Madagascar

Editeur: Janvier 2015

Source: Carte 100 FTM

Concepteur: RAVONINJATOVO M.Tantely 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 0 0 1 1 0 12 500 25 000 50 000 Mètres

400000 450000 Mémoire de fin d’étude

Chapitre II : RIZ ET RIZICULTURE DE MAROVOAY

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Mémoire de fin d’étude

II.1 HISTORIQUE ET GENESE DE LA RIZICULTURE Le riz est une des plus anciennes plantes céréalières cultivées, plantes à paille comme le blé, le maïs ou le sorgho. Le riz d'origine asiatique, Oryza sativa a pour berceau les contreforts de l'Himalaya et la Chine. De l'Inde, le riz s'étendit à toute la Chine, à la Corée, au Japon puis au proche Orient - la Perse et les pays méditerranéens.

Le riz Oryza sativa a été domestiqué il y a près de 9000 ans en Asie et 4000 ans en Afrique avec l'espèce Oryza glaberrima qui provient de l'Ouest Africain (Delta du fleuve Niger au Mali).

Parmi une vingtaine d'espèces de riz existant au sein du genre Oryza, les deux qui sont mondialement répandues sont cultivées. Deux types d' Oryza sativa sont distingués : la sous espèce japonica (figure N°1), au feuillage vert foncé et à la dernière feuille retombante, donne un riz collant à la cuisson et des grains arrondis tandis que les plants de la sous-espèce indica, ont une dernière feuille plus dressée et donnent un riz sec à la cuisson et des grains allongés. Oryza glaberrima n'est pas cultivé en dehors de l'Afrique.

Figure 1: Morphologie des 2 sous espèces d'Oryza sativa

Type japonica Type indica

Source : AFD, connaître sur le riz

La culture d’Oryza sativa est importante en Extrême – Orient, au Sud - Est de l’Asie, où elle a pris naissance. Plus précisément, elle a été domestiquée à une époque très ancienne, vrai semblablement dans le Sud de l’Inde, peut-être même en Indonésie, et autour des grands lacs du Cambodge.

De là, la culture du riz se propage très rapidement vers l’Asie, puis se dissémina avec des rythmes forts différents presque dans toutes les régions du Continent Asiatique. Ce n’est que tardivement que la culture du riz apparaît à Madagascar, à la suite de la conquête du monde

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Mémoire de fin d’étude méditerranéen et du pourtour Africain de l’Océan Indien. A Madagascar, c'est l'espèce Oryza sativa qui est utilisée, et de nombreuses variétés sont cultivées ou en collection dans les stations de recherche. (Dobelmann, J.P., 1976).

II.2 BIOLOGIE DU RIZ Le riz appartient à la Famille des Poaceae ou Graminées dans laquelle se range le genre Oryza auquel les riz cultivés appartiennent. Une particularité du riz est qu'il peut se cultiver dans des conditions très diverses et notamment sur un sol recouvert d'eau : on parle alors de riziculture irriguée. L'eau est en effet amenée progressivement dans la rizière, au fur et à mesure de la croissance des plants pour traditionnellement les immerger sur environ un tiers de leur hauteur totale et cela, jusqu'à ce que les grains soient bien formés.

Le processus biologique de la plantation du riz se présente physiquement suivant différentes phases (www.sciencesvieterre.free.fr/riz.htm):

a. La Germination

C’est la première phase de la végétation où la semence du riz, physiologiquement mûre et placée dans des conditions favorables aussi bien au point de vue température que de l’humidité, donne naissance à un jeune plante.

La semence du riz est mise à germer dans une pépinière. Le jeune plant saint, avec système racinaire bien développé est garant d’une bonne croissance du riz.

Sous l'eau et à l'obscurité, c'est la tigelle qui se développe le plus rapidement, comme si la plantule cherchait déjà à exposer son appareil aérien à l'air et à la lumière. A la lumière, c'est la racine séminale qui se développe le plus rapidement. Cette différence dans le développement des deux parties de la jeune plantule est montrée aux figures 2.

Figure 2: Émergence de la tigelle (a) et de la racine séminale (b)

(a) (b)

Source : AFD

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Mémoire de fin d’étude

b. Le Tallage

C’est la phase où la plantule aboutit à la constitution d’une touffe qui se produit normalement à partir du 18ème jour après le semis.

Le tallage, quant à lui permet une bonne production et une amélioration des rendements, car d’un bon tallage dépend le nombre de panicules.

c. Floraison et fructification

La fleur du riz constitue ce qu’on appelle un épillet. C’est une inflorescence semblable à celle de toutes les Graminées ou Poaceae mais elle est uniflore, c’est-à-dire qu’elle ne comporte qu’une seule fleur.

Pour le riz, chaque épillet est uniflore, c'est-à-dire qu'il n'est composé que d'une seule fleur et est porté par un pédicelle.

 La Montaison

A la phase végétative caractérisée par le tallage (ramifications au collet d'une tige court nouée), succède une phase générative qui commence par la montaison (Figure 3) : les entre nœuds s'allongent portant chacun une feuille composée d'une gaine articulée avec un limbe étalé. L'articulation est marquée par la présence de ligules et d’auricules. Les gaines s'emboîtent les unes dans les autres et cachent les nœuds ainsi que le sommet végétatif de la tige qui a subi l'initiation florale.

Figure 3: La montaison

Source : AFD, connaître sur le riz

 L’épiaison – floraison

Durant une trentaine de jours qui suit l'initiation florale, la panicule va se former et

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Mémoire de fin d’étude monter dans le fourreau constitué par l'emboîtement des gaines foliaires, jusqu'à l'épiaison, c'est-à-dire l'émergence de l'épi. Huit jours environ avant l'épiaison, la panicule, qui se développe dans la gaine de la feuille paniculaire, fait gonfler celle-ci ; c'est le stade du gonflement appelé aussi stade "gros ventre" (Figure 4). Celui-ci précède l'émergence progressive de la panicule au niveau de l'articulation gaine-limbe de la feuille paniculaire.

Figure 4: Stade de « gros ventre »

Source : AFD, connaître sur le riz Lors de l'épiaison, la panicule émerge au niveau de l'articulation gaine-limbe de la feuille paniculaire ou étendard, pour se retrouver à la lumière. Le limbe de la feuille paniculaire est dressé, il s'épanouit dans cette position et protège la panicule dont les racèmes sont serrés les uns contre les autres.

Figure 5: Epiaison

Source : AFD,

La floraison commence dès l'épiaison et dure une quinzaine de jours. Elle est décelable chez les variétés non cléistogames (les fleurs ne s'ouvrent pas à maturité, chez les fleurs cléistogames) par l'apparition des étamines dont les anthères portées par de fins filets s'échappent des glumelles temporairement entrouvertes. Les fleurs s'ouvrent successivement de haut en bas de la panicule et des racèmes.

Dans un champ, la floraison dure deux à trois semaines. La panicule individualisée prend 5 à

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9 jours pour fleurir, la touffe environ trois semaines.

Figure 6: Stade de floraison

Source : AFD,

 La maturation

Bien écartés de la feuille paniculaire toujours dressée et fonctionnelle, les grains mûrissent : d'abord laiteux, ils deviendront pâteux puis mûrs. Les dernières feuilles et surtout la feuille paniculaire, qui ont concentré des réserves d'hydrates de carbone qu'elles transfèrent alors à la panicule, contribuent au remplissage du grain. Un champ de riz mûrit pendant un mois ou deux après sa floraison.

Figure 7: Maturation des grains

Source : AFD,

La maturation des épillets sur la panicule n'est pas parfaitement synchrone ; elle se fait plus ou moins de haut en bas de la panicule et de haut en bas de ses racèmes .La couleur des glumelles qui enferment les grains vireront du vert au jaune puis au brun.

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II.3 ECOLOGIE DU RIZ Les conditions écologiques de la production rizicole sont extrêmement diverses de par le monde, le riz étant une plante particulièrement plastique, que l’on cultive de l’équateur jusqu’à plus de 45° de latitude Nord, au niveau de la mer jusqu’à 1500 m et plus d’altitude, dans les sols les plus divers, les plus argileux comme les limoneux, en culture aquatique comme en culture sèche. (Angladette, A. ; 1966).

Nous devons présenter les différentes conditions écologiques qui semblent favorables à une riziculture.

II.3.1 Les conditions climatiques Parmi les facteurs climatiques, la température semble la plus importante, car il est possible de pallier les insuffisances pluviométriques par irrigation complémentaire ou totale, alors que pratiquement on ne peut pas intervenir directement sur le facteur thermique. On ne peut intervenir que par l’emploi de variétés à cycle végétatif adapté aux conditions thermiques et par la même occasion, respecter le cycle cultural.

 La température

Pour végéter, le riz exige de la chaleur ou de la température normale :

 D’une part, selon le cycle végétatif de la plante : 30.00°C à 35.00°C par an pour les variétés précoces, 44.00°C à 66.00°C par an pour les variétés tardives.  Et d’autre part, à chaque stade de la végétation de la plante : à la germination la température normale doit varier entre 13°C à 40°C ; au tallage, le minimum est de 15°C et le maximum ne dépasse pas 34°C .L’optimum de température pour la réussite du tallage se situe entre 30°C et 32°C. (Pandy, U.K.et Saxena, H.K., 1977).

En régions tropicales, la température ne doit pas constituer un facteur limitant sauf en altitude. Ce qui explique que sur les hauts plateaux, on ne peut produire qu’en une saison de culture et sur les côtes, deux ou même trois saisons sont possibles comme le cas de Marovoay.

 La lumière

Un équilibre est souhaité aussi bien au niveau de l’intensité de la lumière (insolation) qu’au niveau du photopériodisme. Le riz réagit de façon très variable à la durée du jour, mais

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Mémoire de fin d’étude

il s’agit d’une réaction complexe liée à la température. (Angladette, A., 1966).

Les conditions thermo-photopériodiques sont en grande partie responsables de l’adaptation des groupes de variétés. Si les variétés de type japonica sont adaptées dans les zones à durée du jour atteignant de 14 h à plus de 15 h, les variétés de type indica produisent à une durée du jour inférieure à 14h (de 10 à 14h).

 La pluviométrie

Pour assurer l’évapotranspiration, les pertes par percolation et le ruissellement, les pluies de 180 à 200 mm/ha/mois de végétation sont nécessaires, soit une pluviométrie moyenne annuelle de 1 500 à 2 000 mm

 L’humidité

Une bonne humidité atmosphérique est aussi nécessaire au cours de la végétation de la plante et en particulier pendant la floraison

 Le vent

En général, le vent constitue un facteur important dans la transpiration des plantes. Par ailleurs, le riz est une plante très exigeante en conditions climatiques. Par son action desséchante, le vent augmente la transpiration des plantes et arrive même à causer de véritables brûlures sur les tissus des feuilles. Un vent sec et froid peut occasionner des troubles à la fécondation en période reproductive. D’autres effets peuvent être engendrés par l’action néfaste du vent :

 Avortement des grains en cours de formation ;  La verse des plants, surtout ceux des variétés à longue paille, provoquant des dégâts aux panicules au moment de l’épiaison et la détérioration des grains immergés dans l’eau de la rizière.  La déchirure des feuilles et des tiges.

II.3.2 Les conditions pédologiques S’appuyant sur la classification établie pour le Ministère de l’Agriculture, nous pouvons distinguer deux types de sols des rizières :

 les bons sols des rizières, comportant généralement les terres cultivables et les sols

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hydromorphes,  les sols à faible aptitude rizicole, qui sont en général les sols salés, les sols podzoliques et les sols ferralitiques.

Les sols, considérés comme des terres naturellement infertiles ne sont pas par définition stérile, mais ils réclament avant tout une mise en culture éventuelle avec de coûteux travaux d’aménagement. Il se pose ainsi donc la question de savoir si les conditions naturelles de la région peuvent répondre à ces écologies idéales.

Sur le plan climatologique, la pluviométrie paraît localement comme un facteur favorable à la riziculture, et en particulier pour la riziculture de la deuxième saison. On peut maîtriser les eaux de pluies par une amélioration des infrastructures hydroagricoles locales.

Sur le plan pédologique, les zones basses des zones côtières ont des aptitudes rizicoles réelles tandis qu’elles en sont moins sur les hautes terres dont la mise en valeur nécessite toujours de la fertilisation.

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II.4 CALENDRIER RIZICOLE DE MAROVOAY A Marovoay, le calendrier rizicole se divise en trois saisons bien distinctes :

 le riz « asara »  le riz « atriatry »  le riz « jeby »

Le tableau suivant suppose une durée de séjour en pépinière de 30 jours. La délimitation temporelle des saisons rizicoles se définit en fonction de :

 la topographie de la rizière  l’alimentation en eau de la riziculture  le retrait des eaux de crues

Tableau 1: Calendrier rizicole sur la plaine de Marovoay

Saisons rizicoles ASARA ATRIATRY JEBY Localisation Colline et Plaine Plaine rizière haute Alimentation en eau Pluviale Pluviale et irrigation Irrigation Eaux de crues Absence des eaux de Inondées et retrait Inondée et retrait Crues rapide relativement lent Semis ou semis Mi-décembre à Mi-février à Mi-avril à direct mi-février mi-avril fin juin Repiquage Mi-janvier à Mi-mars à Mi-mai à mi-mars mi-mai fin Juillet Récolte Mi-avril à Mi-Juillet à Mi-août à mi-juillet fin août fin septembre Source: FIFABE Marovoay (Janvier 2004)

Les cultivateurs de Marovoay consacrent le tiers de leur temps aux travaux rizicoles, c’est- à-dire à arracher les mauvaises herbes des rizières et à désherber les canaux d’irrigation où la végétation empêche l’écoulement normal des eaux. La riziculture est donc conditionnée par le régime des pluies. Il existe, comme on avait indiqué ci-dessus, trois saisons de culture.

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 Le « vary asara »

La première saison est dite « vary asara » ou riz de saison de pluies qui se pratique normalement sur la partie nord de la plaine de Marovoay. Le mois de décembre est consacré au semis en pépinières. Le janvier est le mois de repiquage et avril est celui de la récolte.

 Le « vary atriatry »

La seconde saison est dite « vary atriatry » ou la saison culturale intermédiaire. Pour cette saison, les mois du semis, du repiquage et de la récolte se situent respectivement en février, mars et juillet. Généralement, cette culture est localisée sur la rive gauche de la Betsiboka, dans la plaine de Manaratsandry.

 Le « vary jeby »

Enfin, la troisième et la dernière saison est dite « vary jeby » ou le riz de saison sèche. Il s’agit de la saison la plus importante. En superficie, elle occupe environ 80 % de la surface cultivée en riz, et couvre toute la plaine située au sud de Marovoay. Le semis est effectué aux mois d’avril, mai et juin ; le repiquage correspond aux mois de mai, juin, juillet et la récolte débutera à mi-août jusqu’à la fin septembre. Seule, cette culture de troisième saison est entièrement et totalement irriguée. Pour plus de détail, la figure suivante nous montre la répartition de rizières en fonction du calendrier rizicole.

 La rive gauche et la rive droite Traversée par le fleuve de la Betsiboka, nous avons indiqué que la plaine de Marovoay est subdivisée en deux : la rive gauche et la rive droite. En termes de superficie cultivable, on a une grande différence car celle de la rive gauche est de 6.400 hectares contre 32.000 hectares pour la rive droite. Les diguettes qui se rapprochent les unes des autres, se sont regroupées pour constituer ce qu’on appelle : « parcelle ». Ensuite, l’ensemble de 10 à 15 parcelles va constituer ce qu’on appelle : « secteur ». Actuellement, cette subdivision en secteur est reconnue officiellement par le Ministère de l’agriculture, de l’élevage et de la pêche. Avec les deux rives assemblées, la plaine de Marovoay est constituée par 13 secteurs, à savoir :  la rive droite : c’est l’ensemble des secteurs 1 à 8 ;  la rive gauche : c’est l’ensemble des secteurs 9 à 13. Le problème se pose au niveau des secteurs 3,7, 8, 9,12, et 13 car ils se situent au bord du

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Mémoire de fin d’étude fleuve Betsiboka. Annuellement, à chaque saison de pluies, à chaque inondation, ces secteurs sont touchés par le problème de l’ensablement. Généralement, la superficie rizicole cultivée diminue d’une année à l’autre. (RAKOTOMALALA Arcadius, 2005)

II.5 SCHEMA DIRECTEUR DE LA PLAINE DE MAROVOAY La rivière Marovoay donne son nom à une zone rizicole réputée comme étant de première importance au niveau national. Submergée chaque année par la crue de la Betsiboka, la plaine est aménagée pour la riziculture de contre-saison en treize secteurs d’irrigation indépendants (Carte 4). Parmi ceux-ci, huit sont localisés en rive droite et cinq en rive gauche Les bassins versants assurant la ressource en eau de la plaine rizicole sont d’une part celui, distant et très étendu, du fleuve Betsiboka et d’autre part ceux de ses affluents (rivières Marovoay, Karambo, Andranomadosy, Milahazomaty) se déversant dans la plaine aménagée, dont la partie amont est incluse dans le Parc National d’Ankarafantsika et qui déterminent le remplissage des barrages de stockage et les débits des ouvrages de dérivation assurant l’irrigation. Certains bassins versants autour de la plaine ne constituent pas une ressource pour l’irrigation mais provoquent des comblements de canaux, des destructions d’ouvrages et un ensablement des parcelles en bordure du périmètre (BVPI, 2008).

La carte ci-dessous présente l’ensemble de la plaine de Marovoay et des bassins versants correspondants. Cette carte englobant la totalité de la zone concernée par l’étude reprend le fond de carte des feuilles 1/100 000è FTM (hydrographie, relief, localités, réseau routier, etc.), les limites des treize secteurs hydrauliques, le tracé des bassins et sous-bassins versants, les limites communs et celles du Parc National d’Ankarafantsika

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Carte 5: Schéma directeur de la plaine de Marovoay

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II.6 COMMERCIALISATION DE RIZ

II.6.1 Demande de riz Selon l’enquête campagne 2007-2009, le volume du riz produit est ventilé comme suit : Figure 8: Ventilation du volume du riz produit

Source : MAEP

Il est évident que, l’autoconsommation domine. En effet, le riz est un aliment de base pour la population malgache. La consommation annuelle du riz est en générale au voisinage de 120 à 140 kg par personne. Pour les riziculteurs du territoire malgache, les dépenses en riz représente plus de 10 pour cent de leurs dépenses totales. Le riz le plus consommé est le riz local. Une préférence accentuée pour le « vary gasy » est noté. Ce type de riz englobe toute une gamme de variétés allant du Tsipala, du Botry et autres.

II.6.1 Offre du riz a) Les marchés locaux et nationaux  Les circuits de distribution du riz Selon l’enquête campagne 2007-2009, 26% du volume de riz produit est affecté à la vente. Les circuits de distribution peuvent être schématisés ainsi :

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Figure 9: Organigramme de circuit commercial du riz

COLLECTEURS/ DETAILLANTS PRODUCTEURS

COLLECTEURS DIRECTS

GROSSISTES

DEMI-GROSSISTES

CONSOMMATEURS AUTOCONSOMMATIONS Les circuits sont courts et ne comptent pas plus d’un ou deux intermédiaires (collecteurs/grossistes/détaillants). Le collecteur est l’opérateur de l’échelon intermédiaire entre le riziculteur et le grossiste. Il sillonne les régions rizicoles et est en relation directe avec le cultivateur. Il vend les produits collectés aux grossistes siégeant dans d’autres régions plus ou moins éloignées de celle d’origine du produit. Les détaillants des grands centres urbains vont s’approvisionner chez ces grossistes ; tandis que les détaillants des marchés ruraux sont généralement des paysans venus vendre une petite quantité de riz pour pouvoir acheter d’autres PPN.  Les fournisseurs des marchés locaux La production est essentiellement destinée aux marchés locaux notamment les marchés traditionnels. Environ 30% du paddy produit entrent dans un système de commercialisation en dehors de la commune de production. Le Lac Alaotra et Marovoay sont les principaux fournisseurs des marchés intra-régional et interrégional. Ces greniers à riz, où la production rizicole est élevée, exportent en dehors de leurs frontières près de 56% de leur production de paddy. Mis à part l'approvisionnement des centres urbains secondaires, cette quantité commercialisée est destinée aux grands centres de consommation comme Antananarivo, Toamasina et certaines villes des autres provinces.

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b) Le marché international  Importation en riz Pour combler le manque de riz « national », Madagascar importe régulièrement du riz. Le pays a recours au riz blanc importé du Pakistan ou d’Inde (« stock tampon ») particulièrement lors des périodes de soudure durant lesquelles le riz local tend à manquer. En volume, les consommateurs malgaches sont peu dépendants de l’extérieur puisque 10% seulement de leur approvisionnement sont constituées de riz importé. Ce sont les zones côtières qui importent beaucoup plus de riz que la capitale. La grande agglomération des Hautes Terre utilise à 98% du riz malgache. Selon une estimation en Octobre 2007, le besoin national en riz extérieur est de 51 098t pour compenser le déficit de la production locale (3 595 765t) or la quantité effectivement importée durant cette année a atteint 241 960t. Ceci explique que la pénurie dans le pays entraine le recours à l’importation à une quantité plus que prévue. (Banque Mondiale, 2006)  Exportation du riz La consommation mondiale annuelle par tête de riz a augmenté de 40% environ au cours des quarante dernières années, passant ainsi de 61,5kg en 1961 à 85,9 kg en 2002 (riz usiné). Face à l’augmentation de la demande mondiale d’importation, les disponibilités exportables sont relativement faibles. L'exportation de riz malgache existe mais reste faible. Le volume de devises étrangères généré par l'exportation de riz reste négligeable. Madagascar faisait partie des pays exportateurs de riz (riz de luxe, perle de riz) vers l’Europe, notamment l’Italie et les îles voisines qui sont : La Réunion et Maurice. En 2007, le pays avait exporté environ 1000 tonnes de riz vers l’Europe contre 100 tonnes l’année précédente, ce qui reste une quantité très modeste. (Banque Mondiale, 2006)

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Mémoire de fin d’étude

II.7 MAITRISE DE L’EAU ET BARRAGE Les besoins en eau du riz sont estimés à 13 000m3/ha/an. Pour la superficie dominée 1600ha par cette unité, et sont estimés à 22,8 millions de m3 en eau annuel. Les secteurs irrigués objet de la présente étude sont les secteurs 4, 5, 10, 11 et l’unité hydraulique du secteur 13 irriguée par la Station de Pompage Sud – Ankaboka .Deux de ses secteurs (le 4 et le 5) se situent sur la rive droite du fleuve Betsiboka et les trois restants sur sa rive gauche. Les secteurs 4 et 5 sont alimentés respectivement par les barrages de dérivation de Tsiasesy et d’Antananabo sur la rivière Marovoay ; les secteurs 10 et 11 sont alimentés par la source d’Andranomandevy, et le dernier, l’unité hydraulique du secteur 13 est irriguée par une station de pompage sur le fleuve. Les principales problématiques des infrastructures hydro agricoles sont les menaces sur les ressources en eau, l’ensablement et/ou l’envasement, l’existence de brèches et l’affaissement des berges sur les canaux et les drains, et la dégradation des ouvrages et des pistes. Ces problèmes causent une mauvaise maîtrise de l’eau, notamment des inondations et des manques d’eau, car l’outil de gestion de l’eau présente d’importants dysfonctionnements. Malgré l’état des réseaux hydroagricoles, les usagers continuent à gérer l’eau (notamment les débits en tête des canaux principaux) par des tours d’eau. Des tours d’eau sont même appliqués au sein d’un seul secteur, comme le cas du secteur 11. Les structures de gestion de l’eau sont les Associations des Usagers des Réseaux (AURs) et les Unions des Associations des Usagers des Réseaux (UAURs) Par rapport aux contraintes physiques structurelles aux secteurs, à savoir : les inondations par les crues et les volumes de transport solide provenant des bassins versants, les travaux d’entretien annuels des infrastructures hydro agricoles sont devenus des gros travaux de remise en état, difficiles à réaliser annuellement par les acteurs, du moins avec leurs capacités actuelles.

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Mémoire de fin d’étude

Chapitre III : TELEDETECTION ET SIG

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III.1 TELEDETECTION

III.1.1 Notion de télédétection  Historique

L’espace et le ciel séduit l’homme grâce à son intérêt considérablement accru avec la récente création de l’astronautique. Cet intérêt s’applique aisément, car l’espace et les véhicules spatiaux sont des remarquables outils utilisés aussi bien pour la télécommunication, la météorologie ou l’observation de la terre. La technique mettant en œuvre ces outils pour l’observation de l’espace et les objets et/ou phénomènes sur la terre était découverte depuis les années cinquante. Cette découverte implique le lancement du premier satellite nommé SPOUTNIK 1 par l’Union des Républiques Socialistes Soviétiques, en 1957.

Pour les Américains, la première transmission d’image de la terre était réalisée en 1959 par le satellite EXPLORER VI. Le satellite multi-bande ERTS-1, rebaptisé ultérieurement LANDSAT-1 a marqué l’année 1972 suivis de l’apparition des capteurs observant en une seule fois une ligne complète de l’image sans recours à un balayage mécanique et permettant une meilleure séparation spectrale et des bandes de plus en plus fines. En 1975, 1978, 1982 et 1985 ont eu lieu les lancements respectifs des satellites Landsat2, 3, 4, 5. Les images respectives admettent une résolution de 30m. Ensuite, le Landsat-6 a échoué car il n’atteint pas son orbite. Le dernier modèle est le Landsat-7, lancé le 15 avril 1999 ayant toujours la même résolution. Pour la compagnie française SPOT, le satellite SPOT-1 était inventé depuis 1986, suivi de SPOT-2, 3 et 4 lancé en 1990. Le dernier cri de cette compagnie est le SPOT-5. (fr.wikipedia.org : télédétection)

Actuellement, la télédétection intègre les développements les plus récents de la recherche spatiale, de la physique et de l’informatique pour constituer, désormais, un outil puissant et flexible pour la gestion du milieu, la planification et le développement économique.

 Définitions

Etymologiquement, la télédétection vient du mot grec « télé » qui veut dire loin et du mot latin « détection » qui veut dire détection à distance. Comme son nom l’indique elle suppose l’acquisition d’informations à distance, sans contact direct avec l’objet détecté. (fr.wikipedia.org : télédétection)

La télédétection c’est l’ensemble des connaissances et des techniques utilisées pour

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Mémoire de fin d’étude déterminer des caractéristiques physiques et biologiques d’objets par des mesures effectuées à distance, sans contact matériel avec ceux-ci. (Société française de télédétection et de photogrammétrie, 1988).

Selon « Bonn, 1999 », on entend par Télédétection, un ensemble de discipline scientifique qui regroupe l’ensemble des connaissances et techniques utilisées pour l’observation, l’analyse, l’interprétation et la gestion de l’environnement à partir de mesures et d’images obtenues à l’aide de plates-formes aéroportées, spatiales, terrestres ou maritimes.

III.1.2 Objectifs et caractéristiques Les principaux objectifs de la télédétection reposent sur :

 L’analyse des interactions rayonnement matière ;  L’étude du comportement spectral ;  Le suivi d’un phénomène évolutif ;  L’étude de la répartition d’un objet ;  L’analyse de l’hétérogénéité spatiale ;  L’étude de la structuration spatiale.

III.1.3 Principes de la télédétection Deux modes sont utilisés en télédétection suivant l’énergie que le système adopte :

 Le mode passif

Il utilise l’énergie solaire ; ce capteur passif enregistre la lumière naturelle solaire reflétée par l’objet cible. Les satellites Landsat et Spot utilisent ce mode.

 Le mode actif

Il fournit sa propre source d’ondes électromagnétiques. Effectivement, le capteur admet une source artificielle permettant d’éclairer la cible, en tout instant. Donc, il est à la fois capteur et émetteur de rayonnement. Ce mode est très connu par le satellite RADAR.

Cependant, les informations qu’on peut extraire des images issues de ce mode sont souvent limitées et difficiles à traiter. Ce qui oriente le choix des photo-interprètes à utiliser les images produites par des capteurs passifs.

Le fonctionnement du Système de télédétection est décrit dans la figure ci-dessous :

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Mémoire de fin d’étude

Figure 10: Schéma du processus de la Télédétection

Source d’énergie

(Source : Lacombe & David Sheeren – 2007)

D’après ce schéma, les rayonnements traversent l’atmosphère qui est une interface entre le soleil et la terre et qui se présente comme un milieu stratifié où la répartition de ses composants varie dans l’espace et dans le temps. Par conséquent, des interactions se produisent entre l’atmosphère et les ondes électromagnétiques, induisant des déformations sur ce dernier. Ainsi, pour réduire au minimum ou même éviter la présence de ces phénomènes, des études spatiales ont découvert des gammes de longueurs d’ondes dans lesquelles une grande partie de rayonnements peut résister aux effets atmosphériques : ce sont « les fenêtres atmosphériques ». (Lacombe & David Sheeren, 2007)

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Mémoire de fin d’étude

Tableau 2: Les principales fenêtres atmosphériques

Longueurs d’ondes (µm) Domaines 0.35 – 0.75 Ultraviolet – Visible (UV – VIS) 0.77 – 0.91 1.0 – 1.12 Proche Infra Rouge (PIR) 1.19 – 1.34 1.55 – 1.7 Moyen Infra Rouge (MIR) 2.05 – 2.4 3.35 – 4.16 4.5 – 5.0 Infra Rouge Thermique (IRT) ou Infra 8.0 – 9.2 Rouge Lointain (IRL) 10.2 – 12.4 17.0 – 22.0 (Source:www.ccrs.nrcan.ge.ca)

 Analyse et traitement d’image  Le prétraitement

Le prétraitement se distingue en deux : la correction radiométrique et la correction géométrique.

La correction radiométrique comprend la correction des données à cause des irrégularités des capteurs ou à partir des bruits dus à l’atmosphère.

La correction géométrique permet de corriger les distorsions de l’image dues aux variations de la géométrie et la topographie.

 L’amélioration

L’amélioration comprend : le rehaussement des contrastes, le filtrage, la création des compositions colorés et la création des néocannaux.

 Le rehaussement des contrastes ont pour but d’améliorer la qualité de visualisation de l’image à fin de faciliter son interprétation.  Le filtrage consiste à éliminer les bruits indésirables dans l’image.  La création des compositions colorées est intéressante de pouvoir combiner l'information qu’apportent les trois canaux. La composition colorée permet d'afficher chacun des trois canaux en nuance de chacune des trois couleurs primaires (Rouge, Vert et Bleu).

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Mémoire de fin d’étude

 La création des néocannaux : si les canaux et leurs compositions colorées ne sont pas satisfaisants, la création des néocannaux aide beaucoup à la discrimination des informations comme les indices: de végétation, de brillance, etc.  La classification

Il y a deux types de classification numérique: la classification non supervisée et la classification supervisée. La classification non supervisée consiste en l’agrégation des pixels d’une image en classes spectrales sans connaître à priori la signification thématique de celles- ci. La classification supervisée est basée sur des aires d’apprentissages et comporte deux étapes : la sélection des aires d’apprentissages pour chaque classe selon la nomenclature adoptée ; la classification des pixels ou objets de l’image qui ont été choisis dans la première étape, en utilisant des algorithmes spécifiques.

III.1.4 Avantages et Applications Les avantages du traitement numérique d’images se situent à plusieurs niveaux par rapport à la photo – interprétation classique :

 meilleure visualisation ;  souplesse d’édition ;  facilité de cartographier ;  extraction automatique de thèmes simples ;  estimation de surface ;  compression de données;

L’image satellite peut couvrir une grande zone, donc on peut photographier l’ensemble de la région à la même date et heure. De ce fait, on peut comparer par exemple les types de végétation sur une même formation. Elle nous permet de voir le changement de l’état d’une région par exemple la déforestation, la dégradation et l’érosion du sol car on peut enregistrer plusieurs images par an. Elle permet de disposer des informations concernant un endroit où l’homme ne peut y accéder facilement.

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Mémoire de fin d’étude

III.2 SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE (S.I.G.)

III.2.1 Notion de Système d’Information Géographique (S.I.G.)  Historique

Le concept du SIG est né aux Etats-Unis d'Amérique vers la fin des années 60, et s'est développé d'abord au sein des institutions universitaires, avant de se répandre dans les milieux industriels et les organisations publiques.

Dans notre monde actuel, plus nous avons d’information pertinente à notre disposition, plus il est facile de prendre une décision réfléchie et construite. Les évolutions technologiques nous procurent une masse importante d’informations provenant du monde entier sous des formes différentes (rapports, statistiques, multimédia, photographie numérique…).

Un Système d’Information Géographique nous permet d’exploiter toutes ces informations qui disposent d’une localisation spatiale ou d’une adresse. Mais à la différence d’une carte papier, un SIG vous permet de visualiser sous forme de couches structurées toutes les informations dont nous avons besoin et d’exclure celles qui nous sont inutiles. .

 Définitions

Le Système d’Information Géographique (S.I.G.) est un ensemble organisé de matériels informatiques, de logiciels, de données géographique et de personnel capable de saisir, stocker, mettre à jour, manipuler, analyser et de présenter toutes formes d’informations géographiquement référenciées. (E. Brice, 2004)

Le logiciel S.I.G., quant à lui, est constitué d’un logiciel pour la représentation graphique et d’un système de gestion de base de données, permettant la manipulation, le croisement de celles-ci.

 Le système graphique du logiciel S.I.G.

C’est le système qui permet la visualisation, les modifications, la création, ainsi que la représentation des données sur un support géoréférencé c’est à dire sous forme de cartes. Le fond de carte peut provenir, soit, du logiciel même, soit, importé à partir d’un autre fichier. Dans notre cas, c’est l’image satellite traitée en télédétection qui servira de fond de carte.

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Mémoire de fin d’étude

 Le système de gestion de base des données

Ce système sert à la gestion des données descriptives. On peut ainsi lancer des requêtes à partir des données existantes, croiser les données, faire des analyses ou bien des mises à jours, si nécessaires.

III.2.2 Composants d’un SIG Un SIG est défini par quatre composantes principales : matériel, le logiciel, les données et les personnels. (www.seig.ensg.ign.fr)

 Le matériel

Le SIG fonctionne actuellement sur une très large gamme d’ordinateurs connectés en réseau ou autonome et avec ses périphériques : imprimante, table à numériser, scanne).

 Le logiciel

Les logiciels SIG offrent des outils et fonctions pour stocker, analyser, visualiser et afficher toutes les informations. C’est un outil géographique de requête.

 Les données

Ce sont les composantes importantes du SIG, on distingue trois types de données : les données géographique, topologiques et descriptives.

 Les personnels

Pour l’étude de faisabilités (choix de matériels, données, logiciels, etc.)

Figure 11: Les données dans un SIG

(Source:www.seig.ensg.ign.fr)

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Mémoire de fin d’étude

III.2.3 Fonctionnalités du S.I.G. Les fonctionnalités techniques du SIG sont communément synthétisées selon le modèle des 5A : l’abstraction, l’acquisition, l’archivage, l’analyse et l’affichage (GDTA)

 Abstraction

Modélisation de la base de données en définissant les objets, leurs attributs et leurs relations. Les informations modélisées sont représentées en couches superposables et indépendantes.

 Acquisition

Alimentation du SIG en données : il faut d’une part définir la forme des objets géographiques et d’autre part leurs attributs et relations. Les données peuvent être :

 Des couches raster : image satellites, photographies aériennes, etc.  Des couches vecteurs : réseaux de communication, hydrographies, etc.  Des statistiques : fréquence d’occurrence, population démographique, etc.  Archivage

L’archivage consiste à stocker les informations de l’espace de travail vers l’espace de stockage. Elle permet aussi de rassembler et d’ordonner les informations par thème sur des couches afin de faciliter leur recherche.

 Analyse

Il répond aux questions posées. Les couches de données sont combinées et manipulées pour créer de nouvelles couches et pour extraire des informations interprétables.

 Affichage

Il consiste à la production des cartes de façon automatique, au constat des relations spatiales entre les objets et la visualisation des données sur l’écran de l’ordinateur.

En fait, les données doivent être mise à jour, bien ordonnées et affinées, afin de faciliter l’archivage, l’analyse et l’affichage.

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Mémoire de fin d’étude

III.2.4 Thèmes d’application du S.I.G. Ils sont extrêmement variés et comprennent toutes les activités où interviennent des données localisées et notamment :

 La mise en valeur et/ou la protection de l’environnement et des ressources naturelles  La gestion des ressources en eau ;  L’aménagement des régions agricoles, forestières, pastorales, touristiques, urbaines et littorales ;  Les études de tracés des infrastructures hydrauliques, routières, ferroviaires, électriques, énergétiques ;  Le suivi des phénomènes dynamiques tels que l’urbanisation, la déforestation, les mouvements des dunes ;  Le suivi des changements de l’espace rural (défrichements, extension ou régression des terres de parcours…) ;  Le suivi de la végétation naturelle et cultivée, pour l’agriculture, l’élevage ou l’exploitation Forestière.

III.2.5 Avantages et Applications D’une manière générale, le SIG présente beaucoup d’avantages qu’on ne peut pas imaginer. C’est un outil puissant permettant de visualiser, d’explorer et d’analyser des données géographique. Son point fort est la rapidité sur la manipulation des données. C’est ainsi qu’on peut découvrir des structures indiscernables jusqu’à mettre en évidence les relations géographiques qu’on ne soupçonne pas, acquérir une perspective nouvelle sur des choses, trouver des solutions à des problématiques spatiales diverses et obtenir des résultats utiles à l’entreprise ou à la collectivité locale

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Mémoire de fin d’étude

Chapitre IV: METHODOLOGIE

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Mémoire de fin d’étude

IV.1 ORGANIGRAMME DE TRAVAIL On peut résumer la méthodologie à l’aide d’organigramme suivante :

Figure 12: Organigramme de travail

COLLECTE DES DONNEES

DONNEES IMAGES CARTE BASE DES DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES SATELLITES TOPOGRAPHIQUE 100 ET 500 1/00

ANALYSE DES LANDSAT 7 ET GOOGLE REFERENCES DONNEES LANDSAT 8 EARTH

MOSAIQUAGE

CORRECTIONS GEOMETRIQUES

TRAITEMENT SPECIFIQUE

GEOREFERENCEME NT

VECTORISATION

RESULTATS

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Mémoire de fin d’étude

IV.2 COLLECTE DES DONNEES La méthode d’approche utilisée consiste en premier lieu à collecter des données relatives aux thèmes de ce mémoire ; viennent ensuite l’analyse, la combinaison et la numérisation de certaines données et enfin des applications numériques permettant de définir des nouvelles données. Le tableau ci-dessous présente la liste des données avec leurs caractéristiques et leur date d’éditions. Tableau 3: liste des données avec leurs caractéristiques et leur date d’éditions

Nature Caractéristiques Date d’édition Documents MAEP« Enquête annuelle sur la production campagne 02 / 03, 2003 agricole », données bibliographiques FIFABE « Projet rizicole prolongation phase V, 2001, Betsiboka », 65 p. FOFIFA, Janvier 2005 Feuille K-40,K-41,L-39,L- Carte topographique 40,L-41,M-39,M-40,N-39,N- 1965 40,O-39 et O-40, à l‘échelle de 1 / 100.000 bases des données BD100 et BD500 1988 Image Landasat 7 n°160/071 15 Avril 1999 Images satellites Image Landasat 8/ /LDCM 11 février 2013 Image Google Earth Avril 2014

IV.1.1 Données bibliographiques La documentation auprès du MAEP( Ministère de l’agriculture actuellement), de FIFABE, de FOFIFA , MADIO (MAdagascar-Dial-Instat-Orstom) et de BVPI a permis d’obtenir des données sur l’espace de la riziculture et le schéma directeur de Marovoay.

IV.1.2 Carte topographique IV.1.2.1 Définition d’une carte topographique La carte topographique est la représentation exacte et détaillée d’un lieu. ≪ C’est la représentation exacte et détaillée de la surface terrestre conservant la position, la forme, les dimensions et l’identification des accidents du terrain ainsi que des objets concrets qui s’y

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Mémoire de fin d’étude trouvent en permanence. ≫ (fr.wikipedia.org : définition carte topographique) IV.1.2.2 Contenu d’une carte topographique Il existe 4 principaux thèmes qui composent la carte topographique :  La planimétrie : C’est la représentation plane des différents détails artificiels ou naturels sur le terrain, ce sont les bâtiments, bâtiments administratifs, limites des cultures, chemins, escaliers rochers, haies, haies en arbustes, lignes électriques, murs, rochers, routes étroites, routes non revêtues, routes principales, voies ferrées,…  Végétation et culture : C’est l’ensemble des plantes à savoir : Forets, savanes, riziculture, mosaïques de culture,…  L’hydrographie: C’est l’ensemble des eaux courantes ou stables donc ce sont les lacs, étangs, marais, fleuves, rivières, cours d’eaux,…  L’orographie: C’est la description des reliefs terrestres, elle est représentée par différentes courbes de niveaux et des points cotes. IV.1.2.3 Cartes topographiques utilisées Des cartes topographiques, feuille K-40,K-41,L-39,L-40,L-41,M-39,M-40,N-39,N- 40,O-39 et O-40, à l‘échelle de 1 / 100.000 éditées par le FTM en 1965 et en 1935, sont utilisées pour couvrir toute la zone d‘étude . La carte topographique sert à l’établissement de calage des images satellites et des autres données.

IV.1.3 bases des données IV.1.3.1 Définition Les données géographiques possèdent quatre composantes : - les données géométriques : elles renvoient à la forme et à la localisation des objets ou phénomènes ; - les données descriptives : elles font partie des données attributaires et renvoient à l'ensemble des attributs descriptifs des objets et phénomènes à l'exception de la forme et de la localisation ; - les données graphiques : elles renvoient aux paramètres d'affichage des objets

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Mémoire de fin d’étude

comme le type de trait ou la couleur ; - les métadonnées : ce sont des données sur les données comme la date d'acquisition des données, le nom du propriétaire et les méthodes d'acquisition. Et trois types d’entités géographiques peuvent être représentés : - le point ou les objets ponctuels ; - la ligne ou les objets linéaires - le polygone ou les objets surfaciques. Un des avantages des données géographique est que les relations entre les objets peuvent être calculées et donner naissance à des points d'intersection ou la topologie. Ceci permet d'éviter la répétition d'objets superposés. Une parcelle bordant une route aura les mêmes sommets que ceux définis pour la route. (fr.wikipedia.org : définition base de données) IV.1.3.2 Bases de données utilisées Nous avons utilisé les bases de données BD100 et BD500 du FTM. Le choix de ces données repose sur l’échelle des cartes à élaborer ainsi que sur le contenu des données sémantiques parmi les fonds de carte. La base de données 100 renferme plusieurs cartes scannées de la région à l’échelle de 1/100.000. La base de données 500 met à la disposition des utilisateurs plusieurs couches telles que l’hydrographie, les aires protégés, les villages, les limites de Fivondronana, les réseaux routiers, …à l’échelle de 1/500 000. Les bases de données 100 et 500 vont servir de support supplémentaire pour la conception du SIG.

IV.1.4 Images satellites IV.1.4.1 Définition Une image satellite est la production imagée des données numériques (forme numérique) enregistrées à bord d’un satellite. Les bandes enregistrent, suivant les longueurs d’ondes qui leur sont affectées, les réflectances issues des objets éclairés par le soleil. Le traitement des données chiffrées se fait par ordinateur et aboutit à la production d’images (forme analogique) noir et blanc ou en couleur soit en couleur naturelle ou en fausse couleur. (fr.wikipedia.org : définition d’image satellite) Une image numérique est donc une matrice géométrique bidimensionnelle qui est acquise par un capteur embarqué à bord d’un vecteur. Et à chaque surface élémentaire appelé pixel, correspond des mesures numérisées. La résolution au sol correspond à l’enregistrement d’un pixel.

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Mémoire de fin d’étude

IV.1.4.2 Images satellites utilisées a) Image Landasat 7 n°160/071 Nous avons utilisé l‘image LANDSAT 7 n°160/071 acquise en 1999 ; c’est une scène de 185 Km * 185 Km, en format numérique. La diffusion des produits Landsat 7 doit être assurée par l'US Geological Survey (USGS). (fr.wikipedia.org : Landsat 7) L’image couvre toute le district de Marovoay, dont nous avons fait l‘extraction de la zone d’étude afin de la bien traiter et d’en spécifier l’occupation du sol. L’image LANDSAT nous permet de faire une mise à jour, c’est-à-dire d’actualiser les données existantes, en particulier pour vérifier les occupations de sol par des traitements dont nous en parlerons ultérieurement. On a choisi cette image pour corriger l’erreur géométrique de l’image Landsat 8. Tableau 4: Caractéristiques techniques de Landsat 7 n°160/071

Caractéristiques techniques de Landsat7 n°160/071 Date de lancement 15 avril 1999 Capteurs - Capteur Thematic Mapper (TM) - Capteur Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) Type Héliosynchrones en orbite sub-polaire Altitude 705 km Angle ouverture 14°8 Modes - Multi spectral mode 6 bandes Bleu, Vert, Rouge, Proche Infra Rouge, Moyen Infra Rouge1 et Moyen Infra Rouge2 résolution spatiale 30m plus une bande Infra Rouge Thermique à 60m - PAN mode 1bande la visible résolution spatiale 15m Pixel13 - TM : 1 à 7 : 30m 6 : 120m - ETM+ : 1 à 7 : 30m 6 : 60m P : 15m Taille scène 185 x 185 km répétitivité 16jours Source: GIRARD M.C, 1999

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Mémoire de fin d’étude

b) Landsat-8/LDCM Le satellite Landsat 8/LDCM (Landsat Data Continuity Mission) de la NASA a été lancé en 11 février 2013. Il couvre la Terre tous les 16 jours avec des images de 185 km x 185 km,en 16 bits, comptant 11 bandes spectrales : 9 dans le visible (8 multispectrales de résolution 30 m ; 1 panchromatique à 15m) et 2 thermiques (60 m). (fr.wikipedia.org : Landsat 8/LDCM) c) Image Google Earth Avec les satellites actuels, on ne peut pas faire de prises de vue en temps réel.” Les images proposées par ce nouveau service proviennent de Landsat-7 ainsi que de Quickbird, de la société Digital Globe. Le premier satellite vole à 700 kilomètres d’altitude, le deuxième à 450. Ils font le tour du monde en cent minutes et effectuent par conséquent environ quatorze tours par jour. Ils parcourent la moitié de ce trajet circulaire du nord au sud et l’autre moitié du sud au nord, ce qui leur permet de photographier – compte tenu de cette trajectoire spéciale, toujours entre dix heures du matin et midi – des zones d’une largeur allant de plusieurs dizaines de kilomètres à près de 200 kilomètres, tandis que la Terre tourne au- dessous d’eux. Ainsi, il faut plusieurs jours pour que les satellites aient couvert le monde entier et reviennent précisément au-dessus de leur point de départ. Les photos satellite de Google Earth ne sont cependant pas mises à jour aussi souvent. Les concepteurs du programme ont sélectionné les meilleures images (les moins nuageuses) de ces dernières années et les ont collées l’une à côté de l’autre sur le globe terrestre virtuel. Selon le descriptif de Google, les photos n’ont jamais plus de trois ans. Mais elles s’avèrent en fait plus anciennes. “Les photos datent surtout de 2000 ou après”, explique Noah Doyle, de Google Earth. Elles sont en tout cas plus récentes que celle du concurrent, Virtual Earth, de Microsoft. La base de Google Earth est constituée de photos du satellite Landsat. Elles recouvrent toute la surface du globe, à l’exception des pôles, avec des photos d’une résolution de 15 mètres. On distingue tout juste les fermes isolées. A des centaines d’endroits, surtout autour des villes, ces photos sont complétées par les prises de vue de Quickbird, le satellite commercial le plus pointu du moment, avec des images de très haute résolution appelées images THR.  Google Earth C’est la seule version gratuite accessible sur internet. Google Earth apporte sur votre bureau une multitude d'images remarquables de la Terre et de l'espace, avec d'autres informations géographiques. Cependant, il possède aucun outil cartographique et ne permet

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Mémoire de fin d’étude pas d’importer les données extérieures.  Google Earth Pro Avec Google Earth Pro, rechercher des lieux et présenter ses découvertes est un jeu d'enfant. On peut par exemple importer des informations de cadastre et de limite administrative, en mode vecteur sous format *.shp, On a également la possibilité d'exporter des images hautes qualités et des données en mode vecteur vers des logiciels SIG. Ceci étant, la précision de la projection utilisée dans Google Earth ne nous suffise pas pour la délimitation des patrimoines. Les images nécessitent d’être capturées et de subir des traitements en plus car elle peut atteindre une dizaine de mètres.  Capture des images Le logiciel Google Earth Pro permet de capturer des images, repérées en un « lieu » défini par : - Des coordonnées UTM, et - Une altitude par rapport au sol. Ces lieux sont enregistrés dans « Mes lieux préférés » dans la fenêtre à gauche de l’écran. Par un clic droit sur un lieu puis sur propriétés, on obtient les spécifications géographiques de notre lieu. L’image capturée et enregistrée est identique à celle affichée dans la fenêtre image de Google Earth Pro. La résolution maximale obtenue pour une image est de 4800*2974 pixels. C’est une image rectangulaire définie en diminuant ou en augmentant la fenêtre image observée sur l’écran (Annexe 4).

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Mémoire de fin d’étude

IV.3 MOSAÏQUAGE Le mosaïquage consiste à rassembler des portions images en une image. Cette étape est nécessaire pour faciliter le raccordement entre les données à numériser.

Il faut un chevauchement entre les images pour les assembler, on parle alors de recouvrement.

Pour faire les mosaïques des images, on utilise le logiciel Photo filtre.

a) Notion sur le logiciel Photo filtre (http://www.photofiltre.com ) Définition

Un filtrage est un traitement qui s'applique globalement à toute l'image. Pour chaque pixel de l'image, le filtre calcule sa nouvelle valeur en tenant compte du voisinage du pixel.

b) Principe général des filtres

Pour chaque pixel, le filtre utilise les valeurs des pixels voisins pour calculer la valeur finale du pixel.

Un filtre est donc caractérisé par :

 la forme du voisinage (généralement un carré centré sur le pixel) ;  la taille (ou rayon) du voisinage,  l'algorithme de calcul de la valeur finale. c) Processus de mosaïquage  Importation de l’image mosaïquée dans le logiciel,  Pour procéder, il faut copier les mosaïques un a une, il faut alors prendre la « 1er photo », sélectionner l’image entière, avec l’outil sélection, sélectionner depuis le bord en haut à gauche vers le bord en bas droit de l’image, puis « copier », ensuite « coller » dans le nouveau fichier image, les images devront être disposes comme suit, (1= 1er photos, 2=2eme photo… n= N ème photo)

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Mémoire de fin d’étude

Tableau 5: Tableau montrant le rang de photo mosaïqué

1 5 9 13

2 6 10 14

3 7 11 15

4 8 12 … n

 Apres avoir copié tous les mosaïques sur le nouveau fichier image, on obtient une image entière bien ordonnée et on enregistre l’image au format « tif ».

IV.4 CORRECTION GEOMETRIQUE Les images satellites, telles qu’enregistrées par les capteurs des satellites, présentent souvent des erreurs dites « géométriques ». Deux grands types d’erreurs sont à distinguer :

 Erreurs systématiques (liées au système d’enregistrement de l’image, dues à la rotation de la terre, à l’angle de balayage…). Ces erreurs, à condition de posséder suffisamment d’informations sur la position du capteur, angle de prise de vue, peuvent être corrigées par « Orthorectification ».  Erreurs accidentelles (causes fortuites, mouvements incontrôlés du satellite par rapport à sa ligne orbitale et à la verticale du lieu, variation d’altitude). Ces erreurs ne sont pas connues à priori, et ne peuvent donc être corrigées par orthorectification. La correction appliquée est de type « géoréférencement simple » et utilise des points de positionnement (points de calage) connus facilement retrouvables sur l’image à corriger.

Ces erreurs géométriques peuvent avoir comme conséquences des erreurs de positionnement de l’image mais aussi des erreurs dans l’estimation des superficies dues aux déformations de l’image.

Dans le cadre de ce projet, On réalisera une correction géométrique par géoréférencement simple à l’aide du logiciel ENVI 4.5.

a) Présentation du logiciel de traitement d’images numériques ENVI 31

ENVI (Environment for Visualizing Images) est un logiciel professionnel de la société « EXELIS »permettant la visualisation, le traitement, l’analyse, et la présentation de

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Mémoire de fin d’étude nombreux types d’images numériques, dont les images satellites.

En particulier, Envi permet de travailler sur différents types de données (multispectrale, hyperspectrale, radar), d’intégrer des données de type matriciel (image) et vectoriel et est compatible avec des données de type SIG. Il permet entre autres de contraster les images, de les corriger géométriquement, de les classifier, de réaliser des analyses à l’aide de données d’élévations, etc.

b) Processus  Ouvrir les images « Carte topo m-40.tif » et «Marovoay HD .tif » dans deux nouveaux viewer.

L’image «carte topo m-40.tif» est identique à l’image « MarovoayHD .tif», si ce n’est qu’elle présente une déformation géométrique. Il s’agit d’un décalage spatial non connu précisément. On doit la géoréférencer. ENVI propose plusieurs méthodes pour réaliser ce type d’opération en fonction du type de donnée utilisée pour le positionnement de référence (une image, une carte, des points de contrôle issus de GPS,…). Dans ce cas-ci, on va géoréférencer l’image «MarovoayHD .tif» à l’aide de l’image «carte topo m-40.tif» qui elle est correctement géoréférencée.

Pour constater l’erreur de positionnement de l’image «MarovoayHD .tif» :

- Clique sur « Tools > Link > Link Display… » dans la barre de menu d’une fenêtre de visualisation et on synchronise les deux fenêtres de visualisation en activant la superposition dynamique et on choisit une transparence de 0 % ; - Zoome sur un endroit très caractéristique de l’image, par exemple l’intersection du fleuve Betsiboka - Clique sur le viewer image 2.

L’image de référence (viewer 1) devrait apparaitre dans le viewer 2 lorsqu’on clique au- dessus. On Constate le décalage spatial entre ces deux images.

- Clique « Tools > Link > Unlink Display » pour ne plus synchroniser les viewer, ce qui serait gênant pour la géoréférenciation.

Pour géoréférencer l’image «Marovoay HD.tif»,

- Clique « Map > Registration > Select GCPs : Image to Image »

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Mémoire de fin d’étude

- Indication du display 1 comme le display contenant l’image de référence (« Base image ») et le display 2 comme le display contenant l’image à géoréférencer / Clique « OK »

Une fenêtre « Ground Control Point Selection » apparait. C’est à l’aide de cette interface qu’on va géoréférencer l’image en créant des points de contrôle au sol ou « Ground Control Point » (« GCP »).

- Clique « Show List » pour afficher la liste de GCP existant, on ouvre cette fenêtre complètement (vers la gauche).

Pour l’instant elle est vide.

 Identifier quatre points identiques sur les deux images utilisées

- Sélectionner un endroit très clairement visible et identifiable (au pixel près !) dans l’image de référence (viewer 1) (par exemple l’intersection du fleuve Betsiboka) ;

- Sélectionner le pixel correspondant dans l’image à corriger ;

- Cliquer sur « Add Point » pour enregistrer ce premier GCP. Il s’ajoute dans la table de GCP.

La saisie des GCPs est réalisée interactivement avec la souris sur le zoom de chacune des images. Il est préférable de toujours procéder dans le même ordre. Par exemple, commencer par l’image de référence (Base) puis avec l’image à rectifier (Warp). Les deux pixels homologues sont sélectionnés à l’aide du bouton gauche de la souris. Les coordonnées des deux pixels sont alors affichées (Base X/Y et Warp X/Y). A droite de cette fenêtre on peut sélectionner le degré du polynôme d’ajustement (Degree).

Répéter ces étapes pour les autres points de calage identifié.

- Valider chaque couple de pixels choisis à l’aide du bouton Add Point.Le nombre de paires (Number of Selected Points) est affiché à droite du bouton Add Point. L’erreur résiduelle moyenne (RMS Error) apparaît dans la ligne au-dessous (elle est exprimée en pixels). Un bouton « Delete Last Point »permet d’abandonner le dernier couple de points enregistré.

La fonction Predict permet d’estimer la position du pixel de l’image à rectifier à partir d’un

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Mémoire de fin d’étude pixel de l’image de référence.

La fonction Predict n’est active que lorsqu’on a saisi au moins cinq GCPs. On sélectionne alors un pixel de l’image de référence, puis on clique sur Predict. Le point estimé se positionne sur l’image à rectifier. Il est possible d’ajouter ce nouveau couple de GCPs à la liste en cliquant sur Add Point. Le modèle qui vient d’être construit n’est pas forcément un bon modèle. L’algorithme de minimisation de l’erreur va bien fonctionner (diminution de la RMS) mais le point estimé peut être positionné loin de la réalité. Nous suggérons de disposer d’un nombre suffisant de GCPs (modèle robuste) avant d’utiliser la fonction PREDICT ou bien de disposer d’une RMS très faible dès la première prédiction avec cinq GCPs (ce qui est une garantie de bon positionnement du point estimé).

- En cliquant sur le bouton Show List, on fait apparaître la liste des GCPs dans la boîte de dialogue Image to Image GCP List. Elle fournit les informations suivantes :

Tableau 6: Liste des GC Ps dans la boite de dialogue Image to image GPC List

Base X Bases-Y Warp X Warp Y Predict X Predict Y 100.00 78.00 2143.00 1400.00 2117.0391 1459.7419 191.00 46.00 3407.00 850.00 3401.9008 861.7343 341.00 167.00 5742.00 2265.00 5729.6450 2293.4317 92.00 238.00 2651.00 3195.00 2629.0891 3245.4219 150.00 146.00 3007.00 2320.00 3072.3259 2169.6702

 Coordonnées du pixel de référence (Base X, Base Y),  Coordonnées du pixel à rectifier (Warp X, Warp Y),  La valeur estimée par le modèle (Predict X, Predict Y),  L’erreur entre X et X estimé, Y et Y estimé,  (Error X, Error Y),  Le carré moyen des résidus (RMS).  Le modèle linéaire affiche les estimations à partir de quatre paires de points. Pour le model de degré 1 il faut au moins quatre paires, et degré 2 au minimum neuf paires.  Pour notre devoir, on a cinq paires.  Dans la boite Image to image GCP list sauver les points de calage en fichier ascii  Cliquez sur « Option > Warp File (as Image to Map)… » dans la fenêtre « Ground Control Point Selection »  Sélectionnez l’image « Marovoay HD.tif » et cliquez « OK » dans la fenêtre « Input

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Mémoire de fin d’étude

Warp Image »  Dans la fenêtre « Registration Parameters », choisissez une transformation polynomiale de degré 1, avec un ré-échantillonnage du plus proche voisin, et enregistrez votre fichier output dans le dossier « RESULTAT »  Cliquez « OK »  L’image géoréférencée apparait dans la fenêtre « Available Bands List »  Analyse de résultat par superposition dynamique avec l’image de référence dans un nouveau viewer. Après avoir corrigé l’image, on peut l’exporter vers ArcMap.

c) Géoreferencement et calage

C’est une opération qui consiste à redresser la localisation relative des objets géographiques en le reportant dans un système de référence absolue. La manipulation consiste à trouver des points identiques sur l’image et les points remarquables de la base de données génériques ou fond. On fait donc une transformation en coordonnées cartographiques Laborde Madagascar, des coordonnées pixels.

Laborde Madagascar est une projection conforme qui conserve les angles et qui est très proche du Mercator Oblique dont voici les paramètres :

 Ellipsoïde: Hayford 1909  Centre de projection Mo (Xo= 400 000 m; Yo= 800 000 m)  Longitude: 49 Grade Est de Paris;  Latitude : 21 Grade Sud ;  Coefficient de réduction d’échelle Ko= 0.9995;  Azimut de la ligne centrale : 18.9°.

Cette transformation se fait par calage avec des points connus entre les deux systèmes de coordonnées. Les points de calage doivent être bien repartis sur chaque coin d’angles.

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Mémoire de fin d’étude

IV.5 TRAITEMENT SPECIFIQUE

IV.5.1 Evaluation de la qualité géométrique de l’image Google rectifiée . Etude de la précision géométrique

Cette étude a été jugée utile car les spécifications établies pour l’établissement du plan parcellaire demande des précisions métriques.

La précision géométrique est une estimation de la fluctuation des écarts entre les positions dans le terrain nominal (données spécifiant la réalité) et les positions contenues dans le jeu de données.

Nous utiliserons les cartes topographiques du FTM, établies dans les règles de l’art, comme informations sources de contrôle qualité du géoréférencement et de rectification de l’image brute. Cette image rectifiée va nous servir de source de saisie de nos jeux de données. Aussi, pour en assurer la qualité, les saisies doivent être entreprises rigoureusement.

La précision géométrique comprend :

 La précision ponctuelle, c’est la précision géométrique appliquée à des objets ponctuels. Exemple la précision des coins des bâtiments.  La précision linéaire, c’est la précision géométrique appliquée à des objets linéaires. Exemple précision des routes.  La précision surfacique, c’est la précision géométrique appliquée à des objets linéaires.

Son estimation fait généralement appel au contrôle ponctuel ou au contrôle linéaire. Exemple précision de la surface d’une parcelle.

 Etude de la précision ponctuelle

Pour déterminer la précision ponctuelle de l’image Google rectifié, on a calculé le biais planimétrique par rapport à la carte topographique. On a pris sept points supposé fixe sur l’image et sur la carte. En effet, le biais correspond à l’écart entre l’espérance d’une mesure d’une grandeur et la valeur nominale de cette grandeur.

A partir des coordonnées recueillies en X et en Y de chaque point, on détermine :

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Mémoire de fin d’étude

 La moyenne des écarts,  La dispersion ou les fluctuations d’une série de mesures autour de son espérance,  L’exactitude des écarts ou les fluctuations des valeurs d’une série de mesures autour de la valeur nominale.

Tableau 7: Le décalage des coordonnées entre Marovoay HD et la carte topographique

Marovoay HD Carte topographique

POINT Xg(m) Yg(m) Xc(m) Yc(m) 1 421518.34 1117234.70 421519.25 1117236.49 2 433476.72 1107654.12 433479.66 1107655.89 3 433341.78 1105764.99 433343.96 1105762.46 4 411249.03 1109930.92 411252.92 1099928.70 5 420535.92 1107828.75 420537.75 1107831.09 6 418247.27 1109363.33 418246.12 1109365.21 7 421226.48 1114514.78 421224.54 1114518.03

Précision ponctuelle – Moyenne des écarts

Formule 1: Moyenne des écarts en x

1 n mX = ∑ 푑푋푖 avec 푑푋푖 = 푋푖 - 푋푖 (1) [9] 푛 i=1 c g

Formule 2: Moyenne des écarts en y

1 n mY = ∑ 푑푌푖 avec 푑푌푖 = 푌푖 - 푌푖 (2) [9] 푛 i=1 c g

Formule 3: Moyenne des écarts en xy

1 mXY= ∑n 푑푋푌푖 avec 푑푋푌푖 = √(Xic − Xig)2 + (Yic − Yig)2 (3) [9] 푛 i=1

mX (en mètre) mY (en mètre) mXY(en mètre) 2.07 2.19 3.12

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Mémoire de fin d’étude

Précision ponctuelle – Dispersion

Formule 4: Précision des écarts en x

1 n 2 σX = √ ∑ (푑푋푖 − 푚푋) (4) [9] 푛 i=1

Formule 5: Précision des écarts en y

1 n 2 σY = √ ∑ (푑푌푖 − 푚푌) (5) [9] 푛 i=1

Formule 6: Moyenne des écarts en xy

1 n 2 σXY = √ ∑ (푑푋푌푖 − 푚푋푌) (6) [9] 푛 i=1

σX σY σXY 0.97 0.60 0.81

Précision ponctuelle – Exactitude

Formule 7: Exactitude des écarts en x

1 n 2 EMQX = √ ∑ (푑푋푖) (7) [9] 푛 i=1

Formule 8: Exactitude des écarts en y

1 n 2 - EMQY = √ ∑ (푑푌푖) (8) [9] 푛 i=1

Formule 9: Exactitude des écarts en y

1 n 2 EMQXY = √ ∑ (푑푋푌푖) (9) [9] 푛 i=1

σX σY σXY 2.29 2.27 3.22

Remarque :

On constate des décalages, par rapport à la carte topographique, qui vont jusqu’à 3m. Elles sont dues à la distorsion causée par le relief et nécessite une orthorectification. Pour améliorer la précision planimétrique, on devrait prendre plusieurs points de calage sur terrain.

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Mémoire de fin d’étude

Conclusion sur la qualité géométrique :

Cette précision donne un positionnement relatif largement suffisant pour calculer les surfaces des rizières qui s’étende vers des milliers d’hectares

Même processus pour corriger l’image landsat8 à partir de l’image landsat7 qui est déjà corrigé

IV.5.2 Superposition et vectorisation La vectorisation consiste en la transformation en mode vecteur de l’image (raster). Les images importées dans le logiciel sont sous format raster et les opérations effectuées permettent d’obtenir des résultats également sous format raster.

Ce procédé est nécessaire pour le calcul des surfaces et la cartographie.

L’image géoréférencée et rectifiée est maintenant superposable sur les bases de données du FTM, le schéma directeur de la plaine de Marovoay et les cartes topographiques. On peut procéder à la numérisation des données de référence telle que l’occupation du sol : les rivières, les digues, les limites remarquables et surtout les rizières. Par contre les terrains sont plus compliqués à cause de la délimitation non nette et non fiable par simple identification. Comme la résolution de l’image est de 0.6m, elle peut descendre jusqu’à une échelle de 1/10000.

Le fichier numérique issu de l’image Marovoay HD (au format .tif) qui est déjà calé sera vectorisé à l’écran avec le logiciel ARCGIS 10.0. La numérisation consiste à retracer les limites des rizières, les rivières et les lacs à l’aide de l’outil de dessins du logiciel en selon trois types de primitives : points, lignes et polygones.

Le fichier numérique au format raster (image) en Entrée devient un fichier numérique au format vecteur (shapefile) à l’issu du processus de vectorisation.

Nous allons donc créer six couches dont :

 La couche «rivière et lac »  La couche « baiboho »  La couche « rizière cultivable »  La couche «rizière inondé »

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Mémoire de fin d’étude

 La couche «rizière ensablé »  La couche «secteur »

Le choix est définit par l’usage ultérieur de ces thèmes par exemple représente les détails de référence lors de la mise à jour etc.

Remarque

Avant d’ajouter les entités représentant les rivières, on doit décider si elles doivent. Parfaitement se rencontrer et s’aligner par l’outil « zoom plus » de la vue. Il est important que toutes les rivières se croisent pour éviter le dépassement ou le décalage. En effet, on doit définir l’environnement de capture.

IV.5.3 Vérification des résultats Au cours de la numérisation divers types d’erreurs peuvent être rencontrées comme l’auto intersection pour les entités linéaires, le recouvrement, le chevauchement et la lacune pour les entités polygonales. Les erreurs d’interprétation sémantique comme la confusion entre les rivières et les routes peuvent également survenues. La vérification consiste donc à détecter et compléter les oublis par un contrôle visuel en modifiant les styles, les couleurs et les épaisseurs des entités. Pour assurer le partage de primitive, il faut utiliser l’outil « capture » du logiciel

IV.5.4 Traitement de l’image satellite Landsat 7 et 8 ETM+ C’est l’ensemble des procédures d’analyse permettant l’acquisition, la lecture, la mise en évidence et l’interprétation de l’image satellite de télédétection.

 Composition colorée

C’est une combinaison de trois bandes pour donner une image multicanale avec les couleurs fondamentales rouge, verte et bleue. On a l’habitude, pour obtenir ces compositions colorées, de combiner trois canaux en leur affectant à chacun une couleur fondamentale : ici, le rouge, le vert et le bleu. La composition colorée la plus classique affecte les couleurs de base aux canaux 4, 3 et 2 du Thematic Mapper. L’ordre est toujours le même, et dans la suite de l’ouvrage, les compositions colorées seront toujours décrites par les numéros des trois canaux dans l’affectation des couleurs (rouge, vert, bleu). Pour toutes les compositions des images en fausse couleurs, seul dans les compositions des canaux 4, 5, 7 que les effets de

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Mémoire de fin d’étude brouillards sont atténués. Pour notre cas on a fait une composition coloré 765 en RGB puis on le transforme en HSV pour avoir une bonne image

 Classification supervisée

Ce travail consiste à classer tous les objets qui ont la même caractéristique, d’ordonner les objets de l’image en un nombre plus petit, juste en quelques rubriques. La classification supervisée est le regroupement en quelques classes des milliers d’objets de pixel sur la photo satellite avec la connaissance au préalable des tous les données littéraire, carte topographique. Ce sont des données utiles qui aident dans la classification.

Pour parfaire la classification, différentes étapes de travail sont nécessaires :

 Visualisation de l’image à classifier et amélioration du contraste ;  Analyse visuelle de la structure et de l’agencement des objets par rapport aux autres pour voir comment les taches s’organisent entres elles et pour donner une signification, un sens à chaque objet.

Même si on n’a pas fait une descente sur terrain on va essayer de faire la classification supervisée sous “ ENVI ” à l’aide des détaille donner par l’image google. Les classes qui ont été mis en évidence sont : forêt, rivière, zone inondé, sable, rizière cultiver. Tous les objets doivent appartenir à toutes les classes et il faut vérifier que tous les objets seraient classés par la matrice de confusion qui indique les pourcentages des parcelles classés et non classés. Le résultat de cette classification est un outil d’analyse sur l’interprétation des détails sur l’image Google.

IV.5.5 Calcul de superficie des rizières et des récoltes a. Notion sur le calcul de surface  Mesure sur support papier

Pour des estimations, des avant-projets, des documents cadastraux, la mesure d’une surface sur un plan existant peut être suffisante. Il faut garder à l’esprit qu’en raison du jeu dimensionnel du papier et des imprécisions de retranscription sur calque, la valeur obtenue n’est qu’indicative.

Un appareil tel que le planimètre polaire permet de mesurer une surface directement sur un plan en parcourant son contour. La précision obtenue peut être 1 /3000, soit 3m2 pour

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Mémoire de fin d’étude une surface de 10 000 m2.

 Mesure sur support informatique

Une autre solution est de digitaliser le plan et d’utiliser les fonctions calcul comme la commande AIRE d’AutoCAD ou la création de table attributaire avec valeur surface sur le logiciel Arcgis. (Michel Brarbant, 2003)

L’avantage du support informatique est de conserver intactes les données d’un plan ; ainsi, la précision de la surface obtenue n’est tributaire que de la précision du lever de détails.

b. Méthode de calcul des surfaces

À l’aide du logiciel Arcgis, lors du calcul des surfaces, on a classé en quatre catégories les 13 secteurs rizicoles et les rizières hors secteurs dont la rizière cultivable, la rizière inondée, la rizière ensablée et « baiboho ». Puis, On a créé des couches sur ces quatre catégories des rizières et après on va calculer par secteur les valeurs de surface de chaque couche.

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Mémoire de fin d’étude

Chapitre V: RESULTATS ET INTERPRETATIONS

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Mémoire de fin d’étude

V.1 RESULTATS DES CLASSIFICATIONS DE L’IMAGE LANDSAT 8 Figure 13: Composition colorée 765 HSV de l’image Landsat 8

A l’aide de l’image Google HD et cette composition coloré on a fait une classification superviser et on obtient le résultat suivant :

Figure 14: Classification supervisée de l’image Landsat8

Légende : Rizière Fleuve de Betsiboka Plan d’eau Sable Forêt d’Ankarafantsika Autres

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Mémoire de fin d’étude

V.2 INTERPRETATION VISUELLE DES RESULTATS L’analyse d’une photo s’effectue en fonction du but de la recherche en extrayant un maximum d’information sur un objet. Il s’agit également de recouper les informations et d’en tirer des conclusions. Pour correctement analyser les formes et les dimensions, on récence également la texture des objets, la couleur, l’organisation spatiale.

L’identification des objets se base sur l’observation attentive des variations des certaines propriétés visuelles des photos telles les brillances, la couleur, la texture, la forme géométrique, les motifs afin de circonscrire sur la photo les objets recherchés.

Figure 15: Comparaison entre l’image, Google, la composition colorée765 et la classification supervisé

Classe Composition 765 (2013) Image Google (2014) Classification (2013)

Fleuve de Betsiboka

Plan d’eau

Forêt d’Ankarafantsika

Rizière

Sable

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Mémoire de fin d’étude

Remarque

On a fait la classification selon ses cinq classes et la sixième classe qui est en rouge regroupe les autres catégories de classe comme le sol nue, mangrove etc. …

V.3 COMPARAISON ENTRE LA CARTE DES RIZIERES ISSUE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ET LA CARTE DE ZONAGE RIZICOLE ISSUE DE L’IMAGE GOOGLE EARTH DE LA PLAINE DE MAROVOAY Carte 6: comparaison entre la carte des rizières issue la carte topographique et la carte de zonage rizicole issue de l’image Google Earth de la plaine de Marovoay

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CARTE DE SUPERPOSITION DE LA RIZIERE 400000 413500 427000 440500 . Be tsiboka 0 0 0 0 0 0 7 7 1 1 1 1 1 1

13 7

1 MAROVOAY 0 0

0 Ankazomborona 0 0 0 8 8 0 0

1 3 1 1 Amboromalandy 1 6 bis

a k o Lac Amboromalandy ib ts e 4 B 2

6 5

12 Ambolomoty Marosakoa Manaratsandry 8 0 0 0 0

0 Tsararano 0 9 9 9 9 0 0 1 1 11 9 Anosimalainolona 10

Antanimasaka 0 3 050 6 100 12 200 Mètres

400000 413500 427000 440500

Légende Edition: Février 2015

Les 13 secteurs rizicoles avec leurs numéros Chef lieu commune Source: Google Earth 2014 et carte topographique 1/100000 FTM

Rivière Rizière donnée par Google Earth en 2014 Système de projection: Laborde Madagascar

Plan d'eau Rizière donnée par carte topographique en 1965 Concepteur: RAHARISON Narivony Jean Mickael Mémoire de fin d’étude

V.4 CARTE RIZICOLE OBTENUE Après avoir analysé tous ces résultats on a vectorisé l’image satellite Marovoay HD, on obtient une carte de zonage rizicole de la plaine de Marovoay suivante :

Carte 7: Carte de zonage rizicole de la plaine Marovoay

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CARTE DE ZONAGE RIZICOLE DE LA PLAINE DE MAROVOAY

398000 412000 426000 440000

. B e tsiboka 0 0 0 0 0 0 7 7 1 1 1 1 1 1

13 7

1

MAROVOAY 0 0

0 Ankazomborona 0 0 0 8 8 0 0

1 3 1 1 Amboromalandy 1 6 bis

a k o Lac Amboromalandy ib ts e 4 B 2

6 5

12 Ambolomoty Marosakoa Manaratsandry 8 0 0 0 0

0 Tsararano 0 9 9 9 9 0 0 1 1

11 9 Anosimalainolona 10

Antanimasaka Mètres 0 1 450 2 900 5 800 8 700

398000 412000 426000 440000

Légende Baiboho Edition: Février 2015 Chef lieu commune Rizière cultivable Source: Google Earth 2014 Rivière

Plan d'eau Rizière inondée Système de projection: Laborde Madagascar

Les 13 secteurs rizicoles avec leurs numéros Rizière ensablée Concepteur: RAHARISON Narivony Jean Mickael Mémoire de fin d’étude

Nous avons utilisé l’image Google Earth 2014 géoreferencé et rectifié pour apercevoir une évolution sur le périmètre rizicole de la plaine de Marovoay ou une dégradation de la surface dénudée.

Concernant la rizière, elle regroupe quatre catégories à savoir :

 Les rizières cultivables : Ce sont des rizières en cours de fonctionnement c’est-à-dire que l’inondation et l’ensablement n’ont pas d’influence sur l’état des rizières. Même si on ne voit pas des cultures sur les rizières, elles sont fonctionnelles car d’après le calendrier culturel (Tableau 1), les cultivateurs sont en période de semis pendant le mois d’avril (date d’édition de notre image de référence) pour le riz « jeby » et le riz « asara » et ce sont ses deux variétés de riz qu’on trouve sur la plaine.  Les rizières inondées : Ce sont les rizières détruits par l’inondation au cours du passage des cyclones et des fortes intensités de pluie et nous avons vu bien que le mois d’avril est une saison cyclonique et de pluie. Cette inondation provoque la destruction des semis sur la plaine.  Les rizières ensablées : Ce sont des rizières ciblés de l’invasion des sables au cours de passage des cyclones et des pluies, le sable est un facteur très dangereux pour la riziculture.  Les Baiboho : Ce sont des sols alluvionnaires arrosés par un fleuve en période de pluies et qui se cultivent après retrait des eaux.

Remarque

Concernant les rizières hors secteurs, nous avons vue au page 24 que les diguettes qui se rapprochent les unes des autres, se sont regroupées pour constituer ce qu’on appelle : « parcelle ». Ensuite, l’ensemble de 10 à 15 parcelles va constituer ce qu’on appelle : « secteur ». Actuellement, cette subdivision en secteur est reconnue officiellement par le Ministère de l’agriculture, de l’élevage et de la pêche. Pour ces secteurs, les concepteurs du shama directeur (carte 5) ont tracé leurs limites respectives donc nous avons classé tous les rizières en dehors de ses limites comme rizière hors secteurs

L'aménagement de la plaine de Marovoay a été conçu autour du développement de la riziculture. La plaine est considérée comme un grenier à riz pour l'approvisionnement des villes (notamment Mahajanga et Antananarivo).

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Mémoire de fin d’étude

Le morcellement des exploitations est assez réduit : les ménages cultivent en moyenne 2,3 parcelles, dont 1,7 en rizières. La surface moyenne exploitée par les ménages en rizières est de 145 ares, mais l'écart entre les exploitant est assez élevée : 30% des ménages exploitent des surfaces inférieures à 60 ares et 10% des surfaces supérieures à 360 ares, soit 6 fois plus. Plus de 93% des surfaces rizicoles sont situées dans la plaine, bénéficient de l'irrigation et sont repiquées. On trouve quelques rizières de tanety en périphérie de la plaine. Les riziculteurs de la plaine de Marovoay ont bénéficié durant deux décennies d'un fort encadrement, de recherches sur l'amélioration de la productivité et de la mise au point de nouvelles variétés de riz destinés à l'exportation (station de recherche de Tsaralalana).

Cependant, les rendements actuels sont décevants et dépassent à peine 2.5 tonnes par hectare, soit, en moyenne, moins de 3 tonnes par ménage. La désorganisation de la production est liée à la faillite de la société d'aménagement depuis sa transformation en entreprise socialiste : dégradation du réseau hydro-agricole, abandon des services (crédit, travaux à façon, conseils techniques aux riziculteurs). Un peu plus de 40% de la récolte est réservée à la consommation familiale, 32% sont vendues et 25% données au propriétaire. Le reste est conservé pour les semences essentiellement. La consommation familiale de riz augmente avec le niveau de production ; un certain nombre de ménages fabriquent aussi des beignets (qui sont vendus) à partir du stock du riz destiné à la famille. Le riz est vendu aux collecteurs essentiellement (88% des quantités vendues) ; les ventes les plus importantes ont lieu entre septembre et décembre, c'est à dire juste après la récolte du "vary jeby". L'espace agricole est presque entièrement consacré à la riziculture. Les autres cultures sont peu diversifiées ; en périphérie de la plaine, sur des terrains impropres à la riziculture (terres de tanety), on trouve quelques cultures vivrières (maïs et manioc). Malgré la faiblesse des quantités produites, les ménages vendent de la moitié aux trois quarts de leur production, le reste étant destiné à la consommation familiale.

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Mémoire de fin d’étude

V.5 RESULTATS ET INTERPRETATIONS Le résultat de la vectorisation issu de l’image Google Earth 2014 fait apparaitre une augmentation du périmètre rizicole. En effet, elle couvre une superficie de 42 358 ha contre 32 431ha issus de la carte topographique en 1965. On a vu pendant l’évaluation de la qualité géométrique de l’image Google rectifiée que le décalage par rapport à la carte topographique est de l’ordre de 3m donc pas d’influence sur une superficie qui s’étend vers des milliers d’hectares et on a superposer les deux images avec une même échelle pendant le traitement donc cette différence de surface est due à l’élargissement des surface cultivable entre l’année 1965 et l’année 2014.

Les tableaux et les figures suivants montrent en détails la représentation des résultats de la carte de zonage rizicole de la plaine de Marovoay:

Tableau 8: Répartition de la surface rizicole de la plaine de Marovoay selon Google Earth 2014

Rizière cultivable Rizière Rizière Baiboho Secteur (ha) inondée (ha) ensablée (ha) (ha) Total (ha) 1 2 067 14 0 0 2 081 2 410 379 0 0 789 3 41 2597 47 0 2685 Rive droite 4 800 913 57 0 1770 5 2340 0 0 0 2340 6bis 525 171 231 0 927 6 2961 0 0 0 2961 7 1604 111 32 0 1747 8 1376 0 324 0 1700 Hors secteurs 9728 428 2314 793 13263 Sous total 21 852 4 613 3005 793 30 263

9 0 0 531 0 531 10 209 552 938 0 1699 Rive gauche 11 797 150 227 0 1174 12 0 0 940 0 940 13 895 0 130 0 1025 Hors secteurs 3687 2726 39 274 6726 Sous total 5588 3428 2805 274 12095 Grand total 27440 8041 5810 1067 42358

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Mémoire de fin d’étude

Figure 16 : Répartition de la surface rizicole de la rive droite par secteur en ha

Figure 17: Répartition de la surface rizicole de la rive gauche par secteur en ha

D’après le tableau 7 et la carte 6, Il y a une grande différence des superficies entre la rive droite et la rive gauche. Sur la rive droite, la superficie des rizières atteint 30 263 ha. Elle est très vaste par rapport à la rive gauche dont la superficie est seulement de 12 095 ha.

Sur la rive droite, la superficie de la rizière cultivable est plus grande 21 852 ha contre 5 588 ha de la rive gauche. On constate qu’au niveau des surfaces rizicoles supposées inondées on a une superficie de 4613 ha pour la rive droite et 3458 ha pour la rive gauche puis pour les rizières supposées ensablées 3005ha pour la rive droite et 2808 pour la rive

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Mémoire de fin d’étude gauche et enfin le baiboho c’est-à-dire des surfaces rizicoles non aménagées, on a 793 ha pour la rive droite et 274 ha pour la rive gauche.

Les secteurs les plus touchés par l’ensablement sont les secteurs 9 ,10 et 12 de la rive gauche dont la totalité des rizières des secteurs 9 et 12 sont tous ensablées tandis que 938ha sur 1699 ha pour le secteur 10 c’est-à-dire 55.21% de sa superficie .L’inondation aussi a frappée plusieurs secteurs dont 2,3,4 de la rive droite et 10 de la rive gauche avec 379 ha sur 789 ha pour le secteur 2 soit 48.03%, 2597 ha sur2685ha pour le secteur 3 soit 96.72% ,913 ha sur 1770 ha pour le secteur 4 soit 51.58% et 552ha sur 1699ha pour le secteur 10 soit 32.49%.

Dans toute la plaine ce sont les secteurs 1,6,7,8 de la rive droite, les secteurs 11 et 13 de la rive gauche et les hors secteurs des deux rives qui valorisent les superficies cultivables, pour le secteur 1 : 2.067 ha sur 2081 ha soit 99.33% de sa contenance 3 486ha sur 3 888ha pour le secteur 6 et 6bis c’est-à-dire 89.66%, avec 91.81% pour le secteur 7 selon une superficie de 1604 ha sur 1747 ha, le secteur 8 a une surface cultivable de 1376 ha pour une superficie total de 1700 ha qui vaut jusqu’à 80.94% de sa superficie , pour la rive droite la partie cultivable du secteur11 occupe une superficie de 797 ha sur 1174 ha donc 67.88% et celle du secteur 13 vaut jusqu’à 895ha sur une surface totale de 1025ha alors on a un taux de 67.29% et en fin pour les hors secteurs des de deux rives la superficie rizicole totale est de 19989ha dont 13415 ha sont cultivables avec une pourcentage de 67.28%.

Figure 18: Répartition de la surface totale rizicole de la rive droite en ha

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Tableau 9: Pourcentage de la surface rizicole de la rive droite (%)

Catégories Surface (ha) Pourcentage(%) Cultivable 21852 72.22 Inondé 4613 15,24 Ensablé 3005 9,92 Baiboho 793 2.62 Total 30263 100

Figure 19: Pourcentage de la surface rizicole de la rive droite (%)

Cette figure montre que la surface cultivable de la rive droite prend encore la majeure partie des surfaces rizicoles avec une valeur de 72.21% contre 15.24% supposé inondé 9.92% supposé ensablé ; et 2.62% de Baiboho.

Figure 20: Répartition de la surface totale rizicole de la rive gauche (ha)

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Tableau 10: Pourcentage de la surface totale rizicole de la rive gauche (ha)

Catégories Surface (ha) Pourcentage(%) Cultivable 5588 46,20 Inondé 3428 28,34 Ensablé 2805 23,19 Baiboho 274 2,27 Total 12095 100 Figure 21: Pourcentage de la surface totale rizicole de la rive gauche (%)

Pour la rive gauche, la superficie des rizières cultivables est plus petite par rapport à la rive droite avec une valeur de 46.20% à cause de l’augmentation des surfaces supposées inondées 28.34% et des surfaces supposées ensablées de 23.19%, on a une valeur presque équilibré pour le baiboho 2.27% pour la rive gauche.

Figure 34 : Répartition de la surface totale de la rizière dans la plaine de Marovoay (ha)

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Tableau 11: Pourcentage de la surface totale rizicole dans la plaine de Marovoay (%)

Catégories Surface (ha) Pourcentage(%) Cultivable 27440 64,78 Inondé 8041 18,98 Ensablé 5810 13, 72 Baiboho 1067 2.52 Total 42358 100 Figure 22: Pourcentage de la surface totale rizicole dans la plaine de Marovoay (%)

D’une manière générale pour la plaine de Marovoay la surface cultivable est de 64.78%, surface inondée 18.98% ; c’est à cause de la forte intensité de pluie et les cyclones ,13.72% des rizières sont supposées ensablées et 2.52% sont des baiboho.

Apres avoir calculé la valeur des surfaces rizicoles, on va estimer alors la récolte en fonction des surfaces cultivables de chaque secteur et leur rendement rizicole.

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V.6 RENDEMENT ET PRODUCTIVITE Dans le cadre de la riziculture, deux types de productivité sont à considérer :

La productivité de la terre, dénommée rendement ; la productivité du travail qui est inversement proportionnelle à la quantité de travail requise.

Ces deux types de productivité sont étroitement liés à la qualité du sol et à la méthode et technique culturales. Pour un même système de culture, les rendements varient d’un secteur à un autre. En moyenne, sur toute la plaine de Marovoay, le rendement tourne autour de 2,5 tonnes par hectare.

Tableau 12: Rendement par secteur (t/ha)

secteur 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 moyenne rendement(t/ha) 2.5 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 2.0 2.0 3.0 3.0 2.5 Source: Commune rurale de Marovoay (Décembre 2004)

D’après ce tableau, ce sont les secteurs situés au bord du fleuve Betsiboka qui donnent un rendement plus élevé, de l’ordre de 3 tonnes à l’hectare. Les autres secteurs donnent un rendement plus bas qui varie de 2 à 2,5 tonnes par hectare.

Tableau 13: Estimation des récoltes de la rive droite (t)

RIVE DROITE Surface cultivable Secteur (ha) Rendement( t/ha) Récolte estimé( t) 1 2067 2.5 5168 2 410 2.5 1025 3 41 2.5 102 4 800 2.0 1600 5 2340 2.0 4680 6bis 2961 2.0 5922 6 525 2.0 1050 7 1604 3.0 4812 8 1376 3.0 4128 Hors secteur 9728 2.5 24320 Total 21852 52807

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Figure 23 : Estimation des récoltes de la rive droite (t)

Tableau 14: Estimation des récoltes de la rive gauche (t)

RIVE GAUCHE Surface Secteur cultivable(ha) Rendement( t/ha) Récolte estimé( t) 9 0 3.0 0 10 209 2.0 418 11 797 2.0 1594 12 0 3.0 0 13 895 3.0 2685 Hors secteur 3687 2.5 9218 Total 5588 13915 Figure 24: Estimation des récoltes de de la rive gauche (t)

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Figure 25: Estimation des récoltes de la plaine de Marovoay (t)

Ces tableaux et ces figures nous montrent les valeurs de récolte estimée dans la plaine de Marovoay avec le maximum des détails possibles. Le calcul est basé sur une équation mathématique simple avec deux variables et un inconnu. On peut l’écrire sous forme z=f(x,y) soit z la récolte estimée c’est-à-dire l’inconnue ; x le variable rendement en t /ha ; et y le variable surface cultivable en ha .

Après avoir fait la résolution de l’équation en multipliant le variable x par le variable y avec le logiciel Exel, on a les estimations de récoltes suivantes :

 Au niveau de la rive droite, le secteur 1 a un rendement de 2.5t/ha et une superficie cultivable de 2067ha on a estimé une récolte de5618t ; le secteur 2 a un rendement de 2.5t/ha avec une surface cultivable de 410ha donc la récolte estimée est de 1025t ;le secteur 3 a un rendement de 2.5 t , une superficie cultivable de 41ha alors et on a estimé une récolte de102t ;le secteur 4 a un rendement de 2t/ha sur une superficie cultivable de 800ha alors on a estimé une récolte de 1600ha ; pour le secteur 5 le rendement est de 2t/ha ,la superficie cultivable est de 2340ha donc 4680t de récolte estimée ;pour les secteurs 6 et 6bis le rendement est de 2t/ha ,la surface cultivable est de 3486ha pour avoir une estimation de 6972t ;pour le secteur 7 le rendement est de 3t/ha, la surface cultivable est de 1604ha, la récolte estimée est donc de 4812t, pour le secteur 8 on a 1376ha de surface cultivable,3t\ha de rendement pour nous donner une estimation de 4128t ;en fin pour les hors secteurs on prend la moyenne de tous

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les rendement alors 2.5t\ha avec une surface cultivable de 9728ha pour avoir une estimation de 24320t. Le total de récolte estimé pour la rive droite est donc de 52 807t sur une surface cultivable de 21 852ha.  Au niveau de la rive gauche la récolte estimé est plus faible par rapport à la rive droite dont pour les secteurs 9 et 12 qui ont des rendements plus élevé par rapport aux autre secteurs qui s’élèvent vers 3t /ha leur surfaces cultivables son nul alors pas de récolte à estimer ;pour le secteur 10 le rendement est de 2t/ha, la surface cultivable est de 209ha donc la récolte estimé est de 418t ;pour le secteur 11 le rendement est de 2t\ha, la surface cultivable est de 797ha pour avoir une récolte de 1594;le secteur 13 a une surface cultivable de 895ha avec un rendement de 3t/ha pour avoir une estimation de récolte de 2685t ;dans cette rive comme à la rive droite ce sont les hors secteurs qui occupent une vaste superficie cultivable de 3687ha, un rendement de 2.5t/ha pour donner une estimation de 9218t.En totalité sur la rive gauche la récolte estimé est de 13915t sur une superficie cultivable de 5588ha.

Pour la plaine de Marovoay, on a une superficie cultivable de 27440ha qui donne une estimation totale de récolte de 66722t en avril 2014 pour le vary jeby.

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Chapitre VI: DISCUSSION ET PROPOSITION D’AMELIORATION

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VI .1 SURFACE RIZICOLE ET PRODUCTION D’après les documentations, en 2004, la production de paddy de la plaine de Marovoay est de 60 000 tonnes. Cette production est obtenue sur des superficies cultivées de 20 000 hectares (Lahimasy Vone, 2013) La plaine de Marovoay est une zone à vocation rizicole. L’homme, en tant qu’acteur et bénéficiaire du développement, exerce l’activité rizicole afin de subvenir aux besoins de la population.

Puis, pour l’année 2007 la plaine a produit 80150t sur une superficie de 34460ha ; 71100t de récolte sur une surface de 29400ha en 2008 ; la production rizicole est 112 000t pour une superficie de 37 600ha pour l’année 2009 et en fin pour l’année 2010 on a une superficie de 40000ha avec une récolte de 110 400t. (Said Mohamed, 2010)

En 2013, la superficie cultivable est 31 200ha. La production est de 78 000 ce résultat est donnée par segmentation de la classification superviser de landsat8 2013

L’estimation de récolte de l’année dernière (2014) est de 66 722t plus ou moins 100t de marge pour une surface cultivable de 27 400ha d’après l’image Google HD 2014. Cette résultat est comparable à celle donnée par le BVPI en termes de surface cultivable, leur surface en 2014 est de l’ordre de 24000 ha pour la plaine de Marovoay. (Gazette la vérité 2014), La récolte varie d’une année à l’autre est presque atteint le niveau minimum pour l’estimation à cause de la diminution de la surface cultivable. On peut résumer l’évaluation à l’aide du tableau et la courbe suivante.

Tableau 15: Evaluation de superficie et de production rizicole

Année Superficie (ha) Production (t) 2004 20000 60000 2007 34460 80150 2008 29400 71100 2009 37600 112000 2010 40000 110400 2013 31200 78000 2014 27400 66722

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Figure 26: Courbe de variation des surfaces rizicoles cultivables en ha

Figure 27: Courbe de variation des récoltes en t

Ces courbes nous montrent qu’entre les années 2008 et 2010 la production en riz a connu une augmentation considérable (doublée), cette forte augmentation est due à l’application de la politique sectorielle agricole en 2006 qui consiste à exposer des orientations générales et d’inciter la population rurale à intensifier la production. Un tel environnement incite les agents économiques ruraux à s’investir. (Banque Mondiale, 2006)

Malgré cette augmentation, entre les années 2010 et 2014 la production a connu une chute très fréquente. Cette diminution est due à l’ensablement, à l’inondation des rizières et à l’inexploitation des baiboho. On voit aussi que la production de l’année 2014 est presque voisine de celle de 2004. On peut expliquer cette corrélation qu’en 2004 le passage des cyclones Gafilo et Elita a détruit plusieurs rizières sur la plaine de Marovoay (Ministère de

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Mémoire de fin d’étude l’intérieur, 2005) et en 2014 le cyclone Hellen a frappé la majorité de la plaine (Ministère de l’intérieur, 2014).

Si on suppose que toute les rizières sont aménagées c’est-à-dire cultivables on a une surface rizicole cultivable de 42 358 ha en prenant le rendement moyenne de 2.5t / ha pour la plaine de Marovoay on pourrait avoir une récolte de 105 895t.

VI.2 RECOMMANDATIONS  le manque d’équipements agricoles

Le bon fonctionnement du travail rizicole nécessite des équipements agricoles à la fois suffisants et à jour. D’où la valeur et l’importance des outils agricoles car ils font partie intégrante des moyens matériels. Face à ceci, que peut-on dire de la collectivité paysanne de Marovoay? Nous pouvons dire que les paysans sont en retard par rapport aux progrès technologiques agricoles d’aujourd’hui. Utilisés par plusieurs générations successives de paysans, les instruments aratoires et ceux à traction animale sont devenus de plus en plus anciens. Durant l’époque coloniale, les colons français avaient implanté à Marovoay vingt grands réservoirs où l’on entrepose les produits agricoles pour les conserver : ce sont les silos. Faute d’entretien et de pièces de rechange, ces silos ne sont plus fonctionnels à partir des années 80.Cette réalité dévalorise la potentialité agricole de Marovoay en tant que second grenier à riz de la Grande Ile. Tous ces facteurs diminuent progressivement la productivité de la plaine. D’après les études faites par les experts du PSDR, la réhabilitation de ces silos nécessite une somme voisine d’Ar 120.000.000. Après avoir mis l’accent sur les équipements agricoles, l’eau et les infrastructures hydrauliques jouent un rôle principal dans la culture de riz.

 Le non maîtrise de l’eau et les infrastructures hydrauliques

Le riz humide exige une grande quantité d’eau, étant donné son caractère hydrophyte. Tout au long de la saison pluviale, les parties basses de la plaine de Marovoay sont toujours submergées. L’apport d’eau doit être progressivement augmenté au fur et à mesure de la végétation des tiges. Le contrôle de l’eau est fonction des conditions topographiques et climatiques. Il est, d’une part, essentiel que les rizières soient aménagées à l’endroit où elles reçoivent facilement de l’eau ; d’autre part, la végétation du riz est réservée à la saison des pluies, le drainage et la récolte au début de la saison jeby. Il s’agit de la culture en rizière

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Mémoire de fin d’étude pluviale, ainsi que celle en rizière de marais.

Cependant, ce mode de contrôle hydraulique dépendant des conditions naturelles n’assure pas toujours une bonne récolte à cause des irrégularités météorologiques. Le principe est simple : en cas d’insuffisance pluviale, l’eau doit être conduite dans la rizière ; en cas d’excès, son évacuation est nécessaire. L’installation de mécanisme d’irrigation et de drainage permet de régulariser le régime des eaux ; c’est le cas de la rizière irriguée. Grâce aux systèmes d’irrigation et de drainage, la maîtrise hydraulique pourrait aller jusqu’à être presque totalement indépendante des conditions climatiques ou météorologiques. On pourrait diminuer le taux d’ensablement et d’inondation par conséquent élargissement des surfaces cultivables.

Nous savons bien qu’il y a une interdépendance entre la maîtrise de l’eau et l’infrastructure hydraulique. Cette dernière est constituée par les stations météorologiques, les stations de pompage, les barrages, les canaux (entrée et sortie) d’évacuation de l’eau et les diguettes. Pour un fonctionnement normal de l’eau, ces éléments constituent un tout cohérent. Dans son ensemble, le réseau hydraulique présente, par son caractère vétuste, bien des insuffisances. Pour le réorganiser entièrement, il est question de réaliser un grand projet dirigé par un organisme de financement quelconque. La restructuration des mailles hydrauliques devient urgente, afin que des secteurs entiers, notamment ceux situés en fin de réseau, ne souffrent plus d’une insuffisance d’eau chronique. Les systèmes d’irrigation sont étroitement liés aux structures sociales. L’installation des mécanismes d’irrigation permet non seulement d’assurer la récolte mais aussi de cultiver la rizière pendant la saison sèche, considérée comme morte auparavant et parfois de réaliser deux récoltes sur la même parcelle en une année. La construction des mécanismes hydrauliques exige une main-d’œuvre abondante qui doit être d’ailleurs bien organisée par les autorités locales.

 L’écart des prix entre le riz importé et le riz local

Depuis le début de l’année 2015, il a été constaté aux points de vente une différence des prix de plus en plus aiguë entre le riz importé et le riz local. Sous quel angle pouvons-nous expliquer ce phénomène ? D’abord, le riz importé n’est pas un riz neuf, c’est un stock de trois ou quatre ans et peut être plus. Ensuite, l’importation et de la distribution engendre une fixation de prix à Ar 1300 le kilogramme aux consommateurs.

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Mémoire de fin d’étude

Auparavant, le riz importé coûte plus cher que le riz local. En effet, à l’heure actuelle, le riz local, qui est considéré comme aliment quotidien et ordinaire, devient un produit de luxe. Rien ne va plus pour le commun des malgaches. Ce produit de base (surtout les variétés Tsipala et Makalioka) est à ranger parmi les produits de luxe aux supermarchés car il ne peut s’acheter qu’à partir de Ar 1.540 le kilogramme. Face à cette situation, les économistes peuvent avancer l’idée que le marché libéral laisse aux producteurs locaux et aux importateurs une libre concurrence. Le faible pouvoir d’achat de la classe moyenne et de la masse malgache amène les consommateurs à réduire la quantité de riz à consommer.

 La fertilisation du sol

Des voies sûres et durables pour augmenter le rendement national : la fertilisation du sol et le recours aux variétés améliorées. L’augmentation du rendement national, resté en moyenne de l’ordre de 2 tonnes par hectare est la plus importante. Les principaux facteurs limitant le rendement du riz à Madagascar sont suffisamment connus ; les plus importants sont le faible recours à la fertilisation et aux semences améliorées, la mauvaise irrigation, la concurrence des mauvaises herbes, les dégâts naturels et les maladies. Sur le plan de technique culturale à adopter, conduisant à court terme à l’amélioration de rendement, le sarclage précoce préservant la plante de la concurrence des mauvaises herbes est déjà en bonne voie. Les efforts entrepris sont déjà louables : la vulgarisation de la houe rotative, les repiquages des jeunes plants, l’utilisation des semences améliorées. Toutefois, il y a lieu d’être prudent avec cette longue stagnation du rendement qui devient presque une relation équilibrée entre le riz et son mode de culture. Seul l’emploi de la fertilisation entraînerait bien vite l’augmentation de la productivité. Selon la FAO, les semences constituent un des placements doté de l’effet multiplicateur le plus élevé de toute exploitation agricole. En même temps, ce sont des marchandises qui se prêtent à des tromperies et des falsifications.

Actuellement, dans le domaine de la recherche pour une amélioration semencière, le FOFIFA est en bonne voie. Il instaure une filière semencière structurée ; des actions de promotion des semences sont aujourd’hui en cours de vulgarisation. D’après l’objectif fixé par le Ministère de l’agriculture, de l’élevage et de la pêche, nous devons augmenter la productivité pour atteindre le même niveau que les pays asiatiques dont le rendement moyen en production rizicole est estimé à 6 tonnes par hectare. Cela requiert une agriculture moderne comme le Système de Riziculture Intensive (SRI) dont l’utilisation des semences améliorées

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Mémoire de fin d’étude est un facteur non négligeable de la croissance de rendement.

Ce tableau montre un modèle pour l’utilisation de ce système pour les pays asiatique :

Tableau 16: Un modèle pour l'utilisation de système SRI de pays asiatique

Rang Pays Rendement SRI Expression des rendements en tons\1acre* SRI en tonnes\ha 1 Inde (Andra Pradesh) 35.6 20.0 2 Chine 31.4 17.6 3 Sri Lanka 26.7 15.2 4 Cambodge 25.3 14.0 5 Indonésie 24.8 13.8 6 Philippines 24.0 13.5 7 Cuba 21.7 12.2 8 Bangladesh 16.9 9.5 9 Gambie 16.7 9.4 10 Népal 14.3 8.0 11 Inde (Tamil Nadu) 13.5 7.6 12 Sierra Leone 13.2 7.4 13 Birmanie 11.6 6.5 Source: Hubert, Frère Michel *1ha équivaut à 1,78 acres et 1acre = 0,56 ha

Notre objectif est d’atteindre le rendement du dernier rang c’est-à-dire 6.5t\ha au minimum pour la plaine de Marovoay. Avec ce rendement et on suppose que toute les surfaces rizicoles sont cultivées notre récolte peut atteindre jusqu’ à 275 327t

 Réhabiliter et améliorer les infrastructures rurales

Dans le processus de la production rizicole, nous pouvons considérer les infrastructures comme base et l’activité productrice conjuguée comme moteur. La bonne base agricole nécessite aussi des infrastructures performantes, capables de résister à toute sorte de catastrophes naturelles. Dans la plaine de Marovoay comme ailleurs, sans distinction, toutes les infrastructures (agricole, hydraulique, routière…) rattachées directement ou indirectement à la riziculture méritent des améliorations et des réhabilitations. Afin de promouvoir le développement rizicole, chaque élément a un rôle primordial à jouer. Les routes, les pistes et

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Mémoire de fin d’étude les sentiers servent à la circulation des hommes et des biens ; ils constituent ce qu’on appelle « espace de relation ». Les barrages, les canaux d’irrigation, les stations de pompage sont nécessaires à la bonne maîtrise de l’eau. Les magasins de stockage, les silos valorisent la conservation des produits rizicoles. Faute de moyens économique, technique et financier, la collectivité paysanne n’arrivera plus à restaurer et à restructurer ces infrastructures en question. C’est pour cette raison qu’on doit faire intervenir la coopération entre l’Etat et les bailleurs de fonds. Dans le district de Marovoay, l’action de l’Etat est représentée par le FID et le PSDR car tous les deux sont financés par les bailleurs de fonds, plus particulièrement la Banque mondiale. L’action est porteuse mais nous paraît cependant insuffisante.

 L’érosion

La déforestation, les feux de brousse et l’exploitation irrationnelle des ressources naturelles augmentent l’érosion du sol des bassins versants. L’impact est particulièrement important car les sols qui étaient protégés par une végétation sont laissés sans aucune couverture végétale. Sur les Bassins Versant autour de Marovoay, le contexte social ne favorise pas une gestion raisonnée de l’environnement. D’un côté, la population, souvent très peu fortunée, se préoccupe essentiellement de subvenir à ses besoins alimentaires primaires et raisonne donc à court terme.

Le climat agressif favorise l’érosion qui se traduit principalement par l’ensablement en saison des pluies et par l’impossibilité pour la végétation de se maintenir en saison sèche. Sur les tanety, cela se traduit par une raréfaction de la couverture végétale, obligeant les habitants à parcourir plusieurs kilomètres pour se procurer du bois. Dans le périmètre rizicole, les parcelles de culture situées en bordure des tanety sont ensablées ou menacées d’ensablement. La végétation arborée perdure dans les villes, dans les fonds de vallons et dans le parc d’Ankarafantsika où elle est néanmoins de plus en plus menacée. Les feux de brousses, fléau dans le maintien de la couverture végétale, sont pratiqués pour régénérer l’herbe sèche. Les terrains brûlés n’ont pas le temps de se refaire une couverture végétale avant la saison des pluies. A cela s'ajoutent des facteurs économiques comme l’exploitation déraisonnée de carrières de terres sur les Tanety qui sont ensuite laissées à l’abandon.

La stratégie globale du PLAE est premièrement d’empêcher le sol d’être emporté, et deuxièmement de freiner la vitesse de l’eau d’écoulement en diminuant ainsi sa force érosive,

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Mémoire de fin d’étude ce qui assure aussi le dépôt des sédiments avant leur arrivée dans les canaux et les rizières.

Deux principaux types de mesures sont développés :

 Les ouvrages dits « mécaniques », comportant des fascines simples ou doubles, les cordons de paille ou de pierres, les diguettes en terre, le caisson, le gabion et les fossés de protection. Pour ces mesures il faut employer les matériaux qui sont disponibles sur place en quantité suffisante.

Ces ouvrages ne sont donc que des protections temporaires qui doivent être accompagnées de la végétalisation qui en prolongera les effets.

 La végétalisation est la principale garantie de durabilité tant qu’elle n’est pas détruite par le feu ou la coupe abusive. Elle est menée en tenant compte des contraintes locales du sol et des intérêts des populations pour certaines espèces. Elle permet de réaliser des haies et des plantations du genre agroforesteries. (PLAE, 2008)  Réforme agraire

Les pratiques foncières paysannes sont régies par le droit coutumier. Pourtant, l’Etat ne reconnaît que le droit positif en matière de gestion foncière. Le cadastre ou système d’immatriculation collective permet de concilier ces deux pratiques. Pour mieux démontrer les avantages de ce système dans le secteur agricole, une étude a été menée par le BVPI à Marovoay. Pour sécuriser les droits de propriété foncière des paysans dans ce district.

Alors, Le projet BVPI apportera dans ses quatre sites d’intervention une contribution à la clarification et à l’amélioration de la sécurité foncière (et ainsi au développement de l’agriculture familiale) au travers du financement des dispositifs du Programme National Foncier (PNF). Dans le cas de Marovoay, la cellule régionale étant déjà en place à Mahajanga, il s’agirait d’un guichet central « CRIF » à Marovoay et de 8 guichets « papier » dans les communes satellites, permettant, sous réserve que le diagnostic de situation en cours valide la pertinence de la décentralisation de la gestion foncière, d’élaborer un plan local d’occupation foncière et d’effectuer des opérations de certification foncière des terrains non titrés. (BVPI, 2008). Toutefois, ce projet nécessite des moyens techniques, humains et financiers. Des mesures devraient être également prises sur le plan économique et social pour mener à bien cette opération.

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VI. 3 APPLICATION SOUS VBA Pour faciliter le calcul des récoltes, on a créé un petit programme de calcul automatique sur Visual Basic Application (VBA) .Ce programme est construit pour les cultivateurs qui veulent prévoir leur récolte en connaissant le secteur et la surface cultivée.

VI.3.1 Présentation du VBA  Définitions

Visual Basic est un langage de programmation « orienté objet » de Microsoft qui permet de programmer des applications indépendantes sous l’environnement Windows. Il est intégré dans tous les logiciels de Bureautique de MicroSoft (Word, Excel, Access) sous le nom de : VBA (Visual Basic Application). Visual Basic est un langage interprété.

Pour comprendre le processus de développement d’une application, il est utile d’assimiler certains concepts sur lesquels est fondé Visual Basic. Comme il s’agit d’un langage de développement Windows, il convient également de s’être familiarisé avec l’environnement Windows.

Le fonctionnement de Windows s’articule autour de trois concepts essentiels :

 les fenêtres ;  les objets utilisés ;  les fonctions utilisées.

Considérons qu’une fenêtre est une zone rectangulaire dotée de ses propres limites. Nous connaissons tous une fenêtre de document dans un programme de traitement de texte ou une fenêtre de boite de dialogue quelconque.

VI.3.2 Processus Nous allons faire une interface utilisant les quatre boutons de contrôles : frame, label, textBox et commandButton.

 Frame : C’est l’arrière-plan qui permet de rassembler plusieurs objets.  Label : C’est la case qui permet à l’utilisateur soit d’afficher une variable de sortie, soit d’écrire un titre ou une phrase statique qui reste toujours visible sur la fenêtre.  TextBox : C’est la case qui permet à l’utilisateur d’entrer la donnée.

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Mémoire de fin d’étude

 CommandButton : C’est le bouton qui permet de faire une ou plusieurs opérations.

Mais tout d’abord, voici leurs syntaxes :

Label: Private Sub Label1_Click() (Instruction) End Sub

Textbox : Private Sub Text1_Change() (Instruction) End Sub

Commandbutton:

Private Sub Command1_Click()

(Instruction)

End Sub

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VI.4 COUT DE PROJET Le coût présenté ci-dessous est issu d’une enquête personnelle.

Tableau 17: Coût de collecte des données

COLLECTE DES DONNEES Désignation Nombre Prix unitaire Coût (Ar) Carte topographique 4 30 000 120 000 Image Landsat 2 1 680 000 3 360 000 Image Google HD 28 10 000 280 000 Sous totale 3 760 000

Tableau 18: Coût de logiciel

LOGICIEL Désignation Coût (Ar) Google Earth pro 1 680 000

Tableau 19: Coût de travaux sur terrain

TRAVAUX SUR TERRAIN Désignation Nombre de jour Prix journalier Coût (Ar) 1 Chef de brigade 20 60 000 1 200 000 2 Operateurs 20 80 000 1 600 000 4 Aides 20 80 000 1 600 000 2 GPS Portables 20 20 000 400 000 4 Talky walky 20 40 000 800 000 2 Stations totales avec accessoires 20 240 000 4 800 000 2 Voitures 4*4 (location) +2 20 360 000 7 200 000 Chauffeurs Sous totale 17 600 000

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Tableau 20: Coût autre

AUTRES désignation Nombre de jour Prix journalier Coût (Ar) Hébergement pour 7 personnes 20 140 000 2 800 000 Nourritures pour 9 personnes 20 450 000 9 000 000 Sous totale 11 800 000

Tableau 21: Coût de travaux au bureau

TRAVAUX AU BUREAU Désignation Nombre de jour Prix journalier Coût (Ar) 1 Dessinateur 10 30 000 300 000 1 vérificateur 10 30 000 300 000 2 Ordinateur 10 10 000 100 000 Sous totale 700 000

Tableau 22: Coût total du projet

COUT TOTAL DU PROJET Désignation Coût (Ar) Collecte des données 3 760 000 Logiciels 1 680 000 Travaux sur terrain 17 600 000 Autres 11 800 000 Travaux au bureau 700 000 TOTAL 35 540 000

Le montant total du projet s’élève à trente-cinq millions cinq cent quarante mille Ariary ou 35 540 000 Ar.

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CONCLUSION La plaine de Marovoay constitue depuis longtemps un des grands centres producteurs de riz à Madagascar. Il s’y fait jusqu’à quatre récoltes de riz dans l’année, selon la situation topographique de la rizière et ses possibilités d’alimentation en eau.

Plusieurs approches méthodologiques sont déjà appliquées pour étudier les surfaces rizicoles à Marovoay. On a proposé une nouvelle méthode qui repose sur la technologie du SIG et de la Télédétection qui ont fait la preuve d’efficacité et de fiabilité notamment en matière d’élaboration de carte d’évaluation des surfaces rizicoles grâce à l’analyse des images satellitaires et à l’exploitation des différents couches des données thématiques.

La mise au point d’une méthode pour l’élaboration d’une carte de zonage rizicole de la plaine de Marovoay fait apparaitre trois paramètres qui diminuent la surface rizicole : l’ensablement, l’inondation et l’inexploitation de Baiboho.

Les résultats obtenus constituent un apport pour une meilleure estimation des récoltes et une aide aux décisions. En effet, la comparaison de nos résultats en termes de surface cultivable issus de la carte rizicole élaborée à partir de l’image satellite datant de 2014 vaut 27 400 ha et un autre résultat de la BVPI de 24000 ha sur le même lieu montre que notre modèle s’approche de leur observation à 87% de certitude. D’après la carte rizicole notre estimation de récolte de l’année 2014 est environs 66722t.

La récolte ne peut être améliorée qu’à travers une bonne technique d’aménagement hydroagricole. L’étude des surfaces cultivables au niveau de la plaine de Marovoay à l’aide de l’application de la télédétection et de système d’information géographique(SIG), permet d’établir une modèle de carte rizicole en superposant plusieurs couches d’information. Certes, la carte rizicole n’est pas un moyen pour améliorer la récolte, mais elle nous permettra de mettre en place un plan d’aménagement hydroagricole et antiérosif.

Ce plan d’aménagement est un outil d’accroissement des rendements’ élargissement des surfaces cultivables enfin d’avoir de meilleures récoltes pour bien gérer la période de soudure.

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Mémoire de fin d’étude

BIBLIOGRAPHIE  OUVRAGE

[1] MADIO, 1996 - « Observatoire de la plaine de Marovoay », 65 pages.

[2] Dobelmann, J.P, 1976 - « Riziculture pratique- Vol.1 : Riz irrigué », 2ème édition Presses universitaires de France. [3] Angladette, A., 1966 – « Le riz », Edition G.-P Maisonneuve et Larose, Paris VI. [4] Pandy, U.K., Saxena, 1977- « H.K. Physiological studies on salt tolerance of ten rice varieties growth and yield aspects in Indian journal of plant physiology », New Delhi, 69 pages. [5] Randrianarisoa J.C., 2003 – « Analyse spatiale de la production rizicole malgache », conférence « Agriculture et Pauvreté », Centre National de la Recherche Appliquée au Développement Rural, Programme ILO 2003, 08 pages. [6] RAKOTOMALALA Arcadius, 2005- « Le développement de la riziculture à Marovoay », 82 pages. [7] BVPI – « Elaboration du schéma directeur du projet bassins versants – périmètres irrigues », édition 2008, 157 pages. [8] LAHIMASY Vone, 2013 - « Les productions agricoles face au climat de district de Marovoay », 79 pages. [9] Michel Brarbant, 2003 - « Maîtriser la Topographie », édition EYROLLES (2ème édition), 542 pages. [10] RANDRIANASOLO E. Brice, 2004 - « Formation de base en SIG et Base de Données » Université J. Fourier Grenoble / France. [11] Bart Minten-Banque Mondiale, 2006- « Riz et pauvreté ». [12] Jean-Paul Lacombe & David Sheeren, 2007– « Cours de télédétection aérospatiale », 81 pages. [13] GDTA – « Cahier B3 Représentation des couleurs », Télédétection : Bases Physiques et Technologiques. 14 GIRARD M.C. & GIRARD C.M., 1999 – « Traitement des données de télédétection », DUNOD, Paris, 52 pages. 15 Arlon Campus Environnement, 2014 - « Travaux Pratiques de Télédétection Spatiale », 82 pages.

A

Mémoire de fin d’étude

16 Solofo RAHARINAIVO – PLAE, 2008– « Les techniques de correction des ravines et de Stabilisation des Lavaka tirées des acquis du PLAE », 39 pages. 17 Société française de télédétection et de photogrammétrie, 1988. 18 Gazette La Vérité, 2014– « Région Boeny : Améliorer le rendement rizicole ». 19 Ministère de l’Intérieur et de Réforme Administrative, 2005 – « Document d’Information relatif à la réduction des Risques et des Catastrophes », Conférence mondiale sur la prévention des catastrophes, KOBE-HYOGA-JAPON, 28 pages. 20 Ministère de l’Intérieur et de Réforme Administrative, 2014 – « Point de situation Cyclone tropical intense Hellen », 6 pages. 21 Said Mohamed, 2010 – « Evaluation de la production rizicole dans la plaine de Mrovoay », 31 pages.

 WEBOGRAPHIE

22 www.sciencesvieterre.free.fr/Dossiers/APOI/riz.htm.le riz et la riziculture à Madagascar, 2015 23 fr.wikipedia.org : télédétection, 2015

24 fr.wikipedia.org : historique télédétection, 2015

25 www.ccrs.nrcan.ge.ca, 2015

26 www.seig.ensg.ign.fr, 2015

27 fr.wikipedia.org : définition carte topographique, 2015

28 fr.wikipedia.org : définition base de données, 2015

29 fr.wikipedia.org : définition d’image satellite, 2015

30 fr.wikipedia.org: Landsat8/LDCM, 2015

31 www.seig.ensg.ign.fr(http://www.exelisvis.com/ProductsServices/ENVI/ENVI.aspx, 2015 32 http://www.photofiltre.com, 2015

B

Mémoire de fin d’étude

ANNEXE Annexe 1: FOFIFA La plus importante institution de recherche agricole à Madagascar Créé en 1974 à la suite du départ des instituts français de recherche agricole, le FOFIFA, placé sous la tutelle du Ministère de l’Agriculture, de l’Elevage et de la Pêche est la principale institution de recherche agricole du Système National de Recherche Agricole à Madagascar

 Mission

Le FOFIFA a pour mission de mettre en œuvre la politique nationale de recherche en matière de développement rural et de définir, orienter, promouvoir, coordonner toutes les activités de recherche concernant :

 La production agricole : riziculture et autres cultures vivrières, cultures d’exportation traditionnelles,  cultures non conventionnelles (fruits et légumes...)  La foresterie et la gestion des ressources naturelles  La production animale, la pisciculture et la santé animale  La conservation et la transformation post-récolte  L’économie et les sciences sociales appliquées au développement rural

Annexe 2: FIFABE Nous savons bien qu’au début de la seconde République malgache, l’Etat avait adopté la politique de nationalisation des entreprises privées. En 1976, le COMEMA ou le Comité d’expansion économique de Marovoay n’échappait pas à cette politique. Le Gouvernement de l’époque avait décidé de prendre le COMEMA comme une société d’Etat en le renommant FIFABE. A partir de ce moment-là, la FIFABE, qui était une société publique, travaillait étroitement avec les paysans-riziculteurs de Marovoay. Dans ce cas, force nous est de mentionner que le travail de la FIFABE était axé sur la gestion des infrastructures rizicoles, notamment les stations de pompage, les barrages, les canaux d’irrigations, les rizières et les silos. En 1995, suite à la politique de désengagement de l’Etat, la FIFABE fait partie de 45 sociétés publiques à privatiser.

C

Mémoire de fin d’étude

Annexe 3: LE SYSTEME DE RIZICULTURE INTENSIVE (SRI) La première expérience sur la pratique du système de riziculture intensive a été effectuée à Marovoay en 1988. Actuellement, démontré par l’expérimentation, le SRI est convenable à la saison jeby. Le SRI est une méthode qui a été suivie étroitement à Marovoay pendant 16 ans. Il combine plusieurs techniques dont le semis sur une pépinière sèche, le repiquage de plants jeunes de moins de 20 jours à un brin par touffe, l’écartement des plants d’au moins 20 x 20 centimètres, les sarclages fréquents et le contrôle du niveau d’eau pour permettre une aération des racines pendant la période de croissance de la plante. Toutefois, cette méthode nécessite plus de main-d’œuvre, estimée à environ 38 à 54 % par rapport à la méthode traditionnelle et archaïque.

Même avec des coûts supplémentaires de main-d’œuvre, les bénéfices semblent dépasser de loin ceux de la méthode ancienne. Pour ceux qui adoptent le SRI, le rendement peut atteindre jusqu’à 6 à 7 tonnes par hectare contre 2 à 3 tonnes par hectare de la méthode traditionnelle. Quand le SRI a été introduit à Marovoay, les agriculteurs sont confrontés à un embarras de choix sur la décision à prendre, c’est-à-dire essayer la méthode nouvelle (le SRI). Si c’est le cas, ils devraient choisir sur quelle portion de leur rizière l’appliquer ; ensuite, ils doivent décider chaque année s’ils vont continuer à pratiquer la méthode ou la rejeter.

A l’heure actuelle, d’après les données statistiques de la commune rurale de Marovoay, 20 % de riziculteurs seulement appliquent le SRI, notamment durant la saison jeby. Lorsqu’un agriculteur essaie une nouvelle méthode, souvent l’expérimentation est faite pendant une ou deux années consécutives. Si la méthode lui est profitable, on s’attend à une extension progressive sur toute la terre à cultiver. Pourtant, dans le cas de l’adoption du SRI, même les meilleurs agriculteurs, se trouvant avec plusieurs années d’expérience cultivent rarement toutes leurs terres en SRI. Si on a les moyens, le SRI serait la méthode idéale qu’il faut promouvoir à Marovoay. Elle a été développée localement avec les riziculteurs, n’exige que peu d’intrants achetés de l’extérieur et augmente beaucoup le rendement rizicole. Cependant, le faible taux et la lenteur de la vitesse d’adoption du SRI, la faible proportion de terres que les pratiquants consacrent en SRI, freinent la maximisation de la productivité rizicole à Marovoay.

D

Mémoire de fin d’étude

Annexe 4: Enregistrement de l'image Google avec la résolution maximale de 4800*2974 pixel

Annexe 5: Améliorer le rendement rizicole

E

Mémoire de fin d’étude

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMMENTS ...... i SOMMAIRE ...... ii LISTE DES CARTES ...... iv LISTE DES FIGURES ...... iv LISTE DES TABLEAUX ...... v LISTE DES FORMULES ...... v LISTE DES ANNEXES ...... v LISTE DES ABREVIATIONS ...... vi GLOSSAIRE ...... viii INTRODUCTION ...... 1 Chapitre I : PLAINE DE MAROVOAY ...... 2 I.1 LOCALISATION ...... 3 I.2 HISTORIQUE ...... 5 I.3 SITUATION FONCIERE ...... 5 I.4 CLIMAT ...... 6 I.5 RELIEF ...... 7 I.6 HYDROGRAPHIE ...... 8 I.7 INONDATION ...... 10 I.8 PEDOLOGIE...... 11 I.9 CARTE D’OCCUPATION DU SOL ...... 13 Chapitre II : RIZ ET RIZICULTURE DE MAROVOAY ...... 15 II.1 HISTORIQUE ET GENESE DE LA RIZICULTURE ...... 16 II.2 BIOLOGIE DU RIZ ...... 17 II.3 ECOLOGIE DU RIZ ...... 21 II.3.1 Les conditions climatiques ...... 21 II.3.2 Les conditions pédologiques ...... 22 II.4 CALENDRIER RIZICOLE DE MAROVOAY ...... 24 II.5 SCHEMA DIRECTEUR DE LA PLAINE DE MAROVOAY ...... 26 II.6 COMMERCIALISATION DE RIZ ...... 28 II.6.1 Demande de riz ...... 28 II.6.1 Offre du riz ...... 28 II.7 MAITRISE DE L’EAU ET BARRAGE ...... 31 Chapitre III : TELEDETECTION ET SIG ...... 32

F

Mémoire de fin d’étude

III.1 TELEDETECTION ...... 33 III.1.1 Notion de télédétection ...... 33 III.1.2 Objectifs et caractéristiques ...... 34 III.1.3 Principes de la télédétection ...... 34 III.1.4 Avantages et Applications ...... 37 III.2 SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE (S.I.G.) ...... 38 III.2.1 Notion de Système d’Information Géographique (S.I.G.) ...... 38 III.2.2 Composants d’un SIG ...... 39 III.2.3 Fonctionnalités du S.I.G...... 40 III.2.4 Thèmes d’application du S.I.G...... 41 III.2.5 Avantages et Applications ...... 41 Chapitre IV: METHODOLOGIE ...... 42 IV.1 ORGANIGRAMME DE TRAVAIL ...... 43 IV.2 COLLECTE DES DONNEES ...... 44 IV.1.1 Données bibliographiques ...... 44 IV.1.2 Carte topographique ...... 44 IV.1.3 bases des données ...... 45 IV.1.4 Images satellites ...... 46 IV.3 MOSAÏQUAGE ...... 50 IV.4 CORRECTION GEOMETRIQUE ...... 51 IV.5 TRAITEMENT SPECIFIQUE ...... 56 Chapitre V: RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 63 V.1 RESULTATS DES CLASSIFICATIONS DE L’IMAGE LANDSAT 8 ...... 64 V.2 INTERPRETATION VISUELLE DES RESULTATS ...... 65 V.3 COMPARAISON ENTRE LA CARTE DES RIZIERES ISSUE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ET LA CARTE DE ZONAGE RIZICOLE ISSUE DE L’IMAGE GOOGLE EARTH DE LA PLAINE DE MAROVOAY ...... 66 ...... 67 V.4 CARTE RIZICOLE OBTENUE ...... 68 V.5 RESULTATS ET INTERPRETATIONS ...... 72 V.6 RENDEMENT ET PRODUCTIVITE...... 78 Chapitre VI: DISCUSSION ET PROPOSITION D’AMELIORATION ...... 82 VI .1 SURFACE RIZICOLE ET PRODUCTION ...... 83 VI.2 RECOMMANDATIONS ...... 85 VI. 3 APPLICATION SOUS VBA ...... 91

G

Mémoire de fin d’étude

VI.3.1 Présentation du VBA ...... 91 VI.3.2 Processus ...... 91 VI.4 COUT DE PROJET ...... 93 CONCLUSION ...... 95 BIBLIOGRAPHIE ...... A ANNEXE ...... C

H

Auteur : RAHARISON Narivony Jean Mickael Adresse: 133DB Ambohimangidy- Ampitatafika Contact: 034 72 718 18 E-mail: [email protected]

Titre du mémoire: « MODELE D’ESTIMATION DE RECOLTE DE RIZ DANS LA PLAINE DE MAROVOAY PAR TELEDETECTION ET SIG » Informations sur l’ouvrage: Nombre des pages : 95 Nombre des figures : 27 Nombre des formules : 9 Nombre des cartes : 7 Nombre des tableaux : 22 Nombre des annexes : 5 RESUME L’objectif principal de cet ouvrage est d’estimer les récoltes de riz dans la plaine de Marovoay. Face aux divers problèmes rencontrés dans la riziculture, la perspective prioritaire c’est l’accroissement de la récolte par élargissement des surfaces cultivables et l’amélioration de rendement Dans cette étude, la technologie de la télédétection et du SIG joue un rôle primordial dans l’étude de la surface rizicole, et l’estimation des récoltes à partir de l’analyse des données cartographiques et satellitaires. Le résultat final est une carte de zonage rizicole de la plaine de Marovoay qui est indispensable pour évaluer les récoltes de l’année précédente, et à prendre la décision pour améliorer la future production. Mots clés : récolte, riz, télédétection, SIG, estimation, cartographique, satellitaire ABSTRACT The main objective of this work is to estimate rice crops in the plain of Marovoay. Faced with the various problems encountered in rice cultivation, the priority is the growth prospect of the harvest by expanding arable land and yield improvement In this study, the technology of remote sensing and GIS plays a key role in the study of the rice area and the estimation of crop from the analysis of cartographic and satellite data. The end result is a rice zoning map of the plain Marovoay which is essential for assessing crop of the previous year, and to make the decision to improve future production. Keywords: crop, rice, remote sensing, GIS, estimation, cartographic, satellite

Directeur de mémoire : Docteur RABARIMANANA Mamy