Making technological innovation accessible to irrigated systems˸ co-design, evaluation and implications of digital low-tech to support agricultural water management Rendre l'innovation technologique accessible aux systèmes irrigués ˸ co-conception, évaluation et implications de la low-tech numérique pour accompagner la gestion de l'eau en agriculture

The sustainability of irrigated agriculture is threatened by growing pressure on water resources, whose over-exploitation is leading to the degradation of ecosystems, especially in the Mediterranean basin. Despite investment in costly modern equipment, the performance of irrigation systems remains below expectations, notably due to induced effects on a wider scale. Digital information technologies offer new opportunities for better understanding and management of water resources, but they remain relatively inaccessible and poorly adapted to agrarian contexts, particularly for surface irrigation systems and in the global South. Therefore, to what extent can the participatory design of digital information technologies result in new tools that are useful and accessible to improve the performance of irrigation systems and contribute to greater territorial sustainability? The results of our PhD thesis show that digital innovation for irrigation management does not necessarily have to be complex, expensive and energy-intensive. We developed new simple, open source, do-it-yourself and low-cost measurement and automation systems to support real-time water management with farmers practising surface irrigation in France and drip irrigation in Tunisia. We proposed a multi-criteria and multi-scale modeling method to simulate the effects of the adoption of such new tools on the performance of irrigation systems. Our results put into perspective the benefits of changes in practices resulting from the adoption of innovations, and illustrate the trade-offs emerging on a larger scale. We believe that this work will contribute to the democratisation of digital low-tech for more autonomous, energy and water-saving irrigation systems. The designed tools and methods are highly reproducible and open the way to future research on the understanding and management of water flows in various agro-hydrological contexts. La durabilité de l'agriculture irriguée est menacée par une tension croissante sur la ressource en eau, dont la surexploitation conduit à une dégradation des écosystèmes, en particulier dans le bassin méditerranéen. En dépit d'investissements dans des équipements modernes coûteux, les performances des systèmes irrigués demeurent en dessous des attentes, notamment en raison d'effets induits à plus large échelle. Les technologies numériques de l'information offrent de nouvelles opportunités pour mieux comprendre et mieux gérer la ressource en eau, mais elles restent peu accessibles et peu adaptées aux contextes agraires, en particulier pour les systèmes irrigués gravitaires et dans le Sud global. Dès lors, dans quelle mesure le développement participatif de technologies numériques pour l'information peut-il aboutir à de nouveaux outils utiles et accessibles pour améliorer les performances des systèmes irrigués et contribuer à une meilleure durabilité des territoires ? Les résultats de nos travaux de thèse montrent que l'innovation numérique pour la gestion de l'irrigation n'a pas nécessairement besoin d'être complexe, onéreuse et intensive en énergie. Nous avons développé de nouveaux systèmes de mesure en temps réel et d'automatisation simples, open source, auto-constructibles et à bas coût pour accompagner la gestion de l'eau avec des agriculteurs pratiquant l'irrigation gravitaire en France et l'irrigation localisée en Tunisie. Nous avons proposé une méthode de modélisation multi-critère et multi-échelle pour simuler les effets de l'adoption de ces nouveaux outils sur les performances des systèmes irrigués. Nos résultats mettent en perspective les bénéfices des changements de pratiques liés à l'adoption des innovations, et illustrent les compromis émergeant à plus large échelle. Nous estimons que ces travaux contribueront à la démocratisation des low-tech numériques pour des systèmes irrigués plus autonomes et plus économes. Les outils et méthodes proposés sont hautement reproductibles et ouvrent la voie à de futures recherches pour la compréhension et la gestion des flux d'eau dans des contextes agro-hydrologiques variés.