Séminaire du CEREA - 18 mars 2005

Modélisation des sources/puits de polluants atmosphériques dans le continuum sol-végétation-atmosphère et de leur dispersion à courtes distances

Notre présentation portera sur nos activités de recherche sur les composés gazeux en liaison avec l'activité agricole en terme de modélisation 1. des émissions au champ et leur éventuelle régionalisation, 2. des échanges aux interfaces sol-végétation-atmosphère et 3. de la dispersion et des dépôts à courtes distances.

  1. Emissions depuis le sol  : Le modèle VoltAir simule les flux de volatilisation (a) d'ammoniac (NH3) aprés apport de fertilisants organiques ou minéraux et (b) de pesticides à l'échelle de la parcelle. Basé sur une description mécaniste des processus (transferts dans la couche de surface du sol (1 m) et à l'interface sol-atmosphère, équilibres physico-chimiques et termes de puits/sources dans le sol), le modèle décrit aussi des techniques culturales. L'échelle temporelle est de plusieurs jours à quelques semaines avec un pas de temps infra horaire. Nous présenterons des résultats de tests sur plusieurs types de jeux de données ainsi que des tests de sensibilité. Le modèle, doté d'une interface graphique, commence à être utilisé pour améliorer les inventaires d'émission de NH3 et évaluer les techniques de réduction de ces émissions. Des modèles d'émission de N2O ont été développés pour estimer les émissions de N2O et la marge de réduction permise par la pratique agronomique. Ils ont été appliqués à l'échelle de trois petites régions dans la Beauce. Les résultats obtenus sont comparés aux estimations actuellement faites dans les inventaires nationaux normalisées selon la méthode du GIEC.

  2. Echanges végétation-atmosphère et flux de polluants  : Les travaux sur les échanges de différents polluants (NH3, O3) visent à proposer des paramétrages et des modèles génériques à plusieurs échelles (feuille, parcelle). Dans un premier temps, un modèle à deux couches (sol, végétation), a été développé. Ce modèle, SurfAtm-NH3, (adapté à l'ammoniac) établit les compartiments sources et puits au sein du couvert étudié. Des développements sont en cours pour lO3 afin dévaluer les dépôts totaux sur les parcelles cultivées et afin de distinguer les dépôts stomatiques des dépôts non-stomatiques (cuticule et sol). A court terme, les réactions chimiques majeures dans le couvert seront introduites pour évaluer le dépôt au sol et le rôle puits de la végétation. Dans une optique de recherche plus fouillée et à moyen terme, des travaux sur le déterminisme des points de compensation (NH3, voire NO et NO2) de la plante et du sol seront engagés. Les paramétrages de Surfatm visent à être intégrées dans des modèles de circulation générale ou de chimie atmosphérique.

  3. Echanges et dispersion de polluants réactifs (NH3, O3, pesticides) à l'échelle locale : Deux modèles couplés de dispersion et d'échange d'NH3 (MODDAS-2D Lagrangien Stochastique, et FIDES-2D - eulérien) ont été développés. Ils permettent par exemple d'estimer les dépôts d'NH3 sur une zone boisée jouant le rôle de zone tampon autour dun bâtiment d'élevage. Nous verrons aussi les premiers tests de FIDES-2D étendu aux pesticides. Le couplage envisagé à court terme de FIDES avec les modèles d'émission (Voltair) et de dépôt (Surfatm) permettrait d'estimer les émissions nettes à l'échelle d'une maille de modèles régionaux. Nous aborderons ensuite d'autres voies de recherches en cours telles que le développement d'un modèle de simulation des émissions de NO et le couplage d'une version simplifiée dans le modèle Chimère ou nos travaux en terme de bilan environnemental.

Le séminaire aura lieu dans la salle de réunion du CEREA B220 à 10h30.



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