MODELISATION DU CYCLE DE L'AZOTE DANS LE SYSTEME SOL-EAU-PLANTE DU LYSIMETRE AU BASSIN HYDROLOGIQUE PDF Download
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L'AUGMENTATION GENERALE DES TENEURS EN ION NITRATE DANS LES NAPPES SOUTERRAINES TEMOIGNE DE L'IMPORTANCE DU PROBLEME DE LA POLLUTION AZOTEE. AUSSI, L'ESTIMATION DU FLUX POLLUANT D'AZOTE NITRIQUE S'AVERE NECESSAIRE ET LE MODELE MATHEMATIQUE SEMBLE REPRESENTER LA METHODOLOGIE ADEQUATE POUR ABORDER CE PROBLEME. A PARTIR D'UN MODELE PREEXISTANT DU LESSIVAGE DE L'AZOTE NITRIQUE, UNE NOUVELLE REPRESENTATION DE LA DYNAMIQUE DE L'AZOTE DANS LE SYSTEME SOL-EAU-PLANTE EST ENVISAGEE. LA PRISE EN COMPTE DU CARBONE DANS LE DECOMPOSITION DE LA MATIERE ORGANIQUE FRAICHE ET SON ROLE DANS LE PROCESSUS DE MINERALISATION-IMMOBILISATION DE L'AZOTE AUGMENTE LE REALISME DE CETTE REPRESENTATION. LE MODELE DEVELOPPE DANS CE MEMOIRE EST VALIDE AVEC DES DONNEES D'UN LYSIMETRE EXPERIMENTAL (DISPOSITIF DE L'INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE DE VERSAILLES) DONT LES ENTREES ET LES SORTIES HYDRIQUES ET AZOTEES SONT PARFAITEMENT CONNUES. PUIS, L'APPLICATION FINALE EST FAITE SUR UN BASSIN HYDROLOGIQUE AGRICOLE (AISNE) EN UTILISANT UN MODELE DE MIGRATION DE POLLUANTS DANS UN AQUIFERE, AFIN DE SIMULER L'EVOLUTION DES TENEURS EN AZOTE NITRIQUE AUX EXUTOIRES (SOURCES) DU BASSIN HYDROLOGIQUE
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L'AUGMENTATION GENERALE DES TENEURS EN ION NITRATE DANS LES NAPPES SOUTERRAINES TEMOIGNE DE L'IMPORTANCE DU PROBLEME DE LA POLLUTION AZOTEE. AUSSI, L'ESTIMATION DU FLUX POLLUANT D'AZOTE NITRIQUE S'AVERE NECESSAIRE ET LE MODELE MATHEMATIQUE SEMBLE REPRESENTER LA METHODOLOGIE ADEQUATE POUR ABORDER CE PROBLEME. A PARTIR D'UN MODELE PREEXISTANT DU LESSIVAGE DE L'AZOTE NITRIQUE, UNE NOUVELLE REPRESENTATION DE LA DYNAMIQUE DE L'AZOTE DANS LE SYSTEME SOL-EAU-PLANTE EST ENVISAGEE. LA PRISE EN COMPTE DU CARBONE DANS LE DECOMPOSITION DE LA MATIERE ORGANIQUE FRAICHE ET SON ROLE DANS LE PROCESSUS DE MINERALISATION-IMMOBILISATION DE L'AZOTE AUGMENTE LE REALISME DE CETTE REPRESENTATION. LE MODELE DEVELOPPE DANS CE MEMOIRE EST VALIDE AVEC DES DONNEES D'UN LYSIMETRE EXPERIMENTAL (DISPOSITIF DE L'INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE DE VERSAILLES) DONT LES ENTREES ET LES SORTIES HYDRIQUES ET AZOTEES SONT PARFAITEMENT CONNUES. PUIS, L'APPLICATION FINALE EST FAITE SUR UN BASSIN HYDROLOGIQUE AGRICOLE (AISNE) EN UTILISANT UN MODELE DE MIGRATION DE POLLUANTS DANS UN AQUIFERE, AFIN DE SIMULER L'EVOLUTION DES TENEURS EN AZOTE NITRIQUE AUX EXUTOIRES (SOURCES) DU BASSIN HYDROLOGIQUE
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L’évaluation de l’impact environnemental des grandes cultures constitue un enjeu croissant à la fois au niveau de la protection du milieu et, au niveau scientifique, en termes de connaissance et de modélisation des processus sources de pollution. En nous restreignant aux pollutions liées à l’élément azote, nous avons procédé à un suivi expérimental ainsi qu’à une modélisation des flux associés, dans le cadre notamment d’une culture de colza à valorisation énergétique. Nous nous sommes intéressés d’une part au lessivage de nitrate sous la zone racinaire, et d’autre part aux émissions d’oxyde nitreux et d’ammoniac vers l’atmosphère. Parmi les différentes approches présentes dans la littérature, deux modèles ont été sélectionnés, correspondant respectivement à une option simple et opérationnelle (modèle CERES), et à une option plus mécaniste et conceptuelle (modèle Daisy). Cinq jeux de données expérimentales couvrant différentes conditions pédo-climatiques ont permis de tester, voire d’améliorer les sous-modèles de transfert d’eau et de nitrate dans le sol, de dénitrification, et de croissance et d’assimilation d’azote par la culture. Globalement, les précisions des modèles CERES et DAISY se sont révélées similaires, DAISY étant plus performant pour la simulation des transferts de masse dans le sol, et CERES pour la simulation de la croissance du colza. En fait, la précision des modèles dépend du type de milieu simulé : nous proposons alors qu’une classification fonctionnelle des sols pourrait servir de base pour déterminer la forme du modèle à utiliser pour une précision optimale en fonction des données d’entrée disponibles. Enfin, les quelques améliorations proposées concernant la composante sol du modèle simple (CERES) ont permis une prédiction satisfaisante des flux eau-carbone-azote dans le système sol-plante
Author: Raoul Calvet Publisher: Editions Quae ISBN: 9782738000064 Category : Technology & Engineering Languages : fr Pages : 372
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L'ouvrage présente les résultats de travaux de recherches sur les transferts de masse et d'énergie dans le système sol-plante-atmosphère. Les principaux aspects abordés concernent la modélisation des transferts à différentes échelles, la description de la variabilité spatiale des propriétés du sol et le rôle des systèmes racinaires. Il s'adresse à un public de chercheurs, enseignants et ingénieurs.
Author: Maha Chalhoub Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 254
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L'objectif de la thèse est d'étudier l'impact d'apports répétés de composts urbains sur la dynamique de l'eau et de l'azote dans le système sol-plante, en sol cultivé. La dynamique de l'eau a été suivie en sol nu et en sol cultivé avee du maÏs à l'aide de sondes TDR et de tensiomètres, entre 20 et 160 cm de profondeur. Un suivi de la dynamique d'un traceur de l'eau (anion bromure) et de l'azote minéral du sol a été réalisé par des prélèvements destructifs. Les données mesurées ont été utilisées pour simuler la dynamique de l'eau et de l'azote dans le sol suite aux apports de composts à l'aide du modèle PASTIS. L'apport de composts a affecté les propriétés hydriques de l'horizon de surface du sol, en augmentant la rétention en eau et en diminuant les flux d'évaporation par rapport au témoin. Cet effet peut être relié à l'augmentation de la teneur en matière organique du sol après 10 ans d'apports des composts. La modélisation de la dynamique de carbone et de l'azote dans le sol a permis de montrer l'importance des arrières effets des apports précédents sur la fourniture en azote minéral du sol et un effet positif de l'apport de PRO sur la disponibilité de l'azote pour la plante. L'apport d'un compost à forte biodégradabilité, comme amendement organique, présente plus d'intérêt durant l'année qui suit son apport, alors que les composts à faible biodégradabilité représentent l'avantage d'avoir une minéralisation plus importante à long terme (après des apports répétés).
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CETTE THESE CONCERNE LES RESULTATS D'UNE EXPERIMENTATION INTENSIVE ET PLURIDISCIPLINAIRE, MISE EN PLACE EN 1991 A LA COTE ST ANDRE (ISERE) SUR UNE PARCELLE DE 2 HA, AFIN DE CARACTERISER LA REPONSE D'UNE CULTURE DE MAIS A L'IRRIGATION ET A LA FERTILISATION EN SITUATION DE TECHNIQUES CULTURALES TRADITIONNELLES. LE BUT EST DE PROPOSER DES MODIFICATIONS PERMETTANT DE LIMITER LES PERTES EN EAU ET EN NITRATES, TOUT EN MAINTENANT UN NIVEAU DE RENDEMENT ECONOMIQUE. ELLE COMPORTE DEUX VOLETS: EXPERIMENTATION ET MODELISATION. LA MISE EN UVRE D'UNE METROLOGIE NON DESTRUCTIVE (HUMIDIMETRIE NEUTRONIQUE, TENSIOMETRIE ET BOUGIES POREUSES D'EXTRACTION DE SOLUTION DU SOL) A PERMIS UN SUIVI PLURIANNUEL (1991-1994) DES BILANS HYDRIQUES ET AZOTES SOUS DIFFERENTS TRAITEMENTS AGRONOMIQUES. LES PRINCIPAUX RESULTATS SONT: I) LES RISQUES IMPORTANTS D'ENTRAINEMENT DES MATIERES SOLUBLES NE SE MANIFESTENT QUE LORS D'EPISODES PLUVIEUX EN DEBUT OU EN FIN DE CYCLE CULTURAL, II) LA DOSE OPTIMALE D'ENGRAIS SE SITUE AUTOUR DE 180 KGN/HA ; ELLE PERMET D'ELIMINER PRATIQUEMENT LES RISQUES DE POLLUTION PENDANT LA SAISON CULTURALE ET D'ATTEINDRE LE SEUIL DE RENDEMENT MAXIMAL (13 MG/HA), ENFIN, III) GRACE AU TRACAGE ISOTOPIQUE DE L'AZOTE, ON PEUT OBTENIR UNE BONNE EVALUATION DU BILAN DE L'ENGRAIS ENTRE LE SEMI ET LA RECOLTE. LES DONNEES ACQUISES ONT PERMIS D'EVALUER LES CAPACITES DE REPRODUCTION ET DE PREDICTION DU MODELE MECANISTE MONODIMENSIONNEL, WAVE. LA DIFFICULTE DE CARACTERISER IN SITU L'ENSEMBLE DES PARAMETRES, NOUS A CONDUIT A ELABORER UNE PROCEDURE DE TYPE SYSTEMIQUE DE DECOUPLAGE DES PROCESSUS ELEMENTAIRES, BASEE SUR L'UTILISATION DE DONNEES ISSUES DE PLUSIEURS SITES DE MESURE: MAIS OU SOL NU, AVEC OU SANS APPORT D'ENGRAIS. LE CALAGE PROGRESSIF DU MODELE A ETE REALISE AVEC SUCCES SUR LES DONNEES DE LA SAISON 1992, PERMETTANT DE SIMULER CORRECTEMENT LA SITUATION LA PLUS COMPLEXE: MAIS FERTILISE. DANS L'ENSEMBLE LES PARAMETRES AINSI OBTENUS PERMETTENT DE PREDIRE ASSEZ BIEN LES RESULTATS DES AUTRES ANNEES
Author: Charlotte Martin Publisher: ISBN: 9782914375139 Category : Agriculture Languages : en Pages : 267
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Différents types de cycles saisonniers de teneurs en nitrate dans les bassins versants agricoles sur socle sont observés. Le plus souvent, les teneurs sont maximales en hiver et diminuent en été. Des cycles saisonniers inverses ou intermédiaires sont également observés. Ce travail a permis d'identifier, par le biais d'approches expérimentales de terrain et de modélisation hydrologiques, les processus hydrologiques et hydrochimiques impliqués dans les variations saisonnières des teneurs en nitrate. Il a été mis en oeuvre que deux bassins versants armoricains (Kerbernez et Kerrien). La combinaison des différents résultats obtenus montre comment le comportement hydrologique des bassins versants, ainsi que les caractéristiques physiques (taille des compartiments, teneur en argile, conductivité hydraulique) et chimiques (distribution spatiale des teneurs en nitrate) du milieu peuvent conditionner la contribution relative des différents réservoirs, conduisant à l'obtention de différents types de cycles saisonniers.
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CETTE THESE ETUDIE UNE LARGE GAMME DE PROCESSUS LIES AU CYCLE DE L'EAU. LA SENSIBILITE DU CYCLE HYDROLOGIQUE GLOBAL A LA REPRESENTATION DE L'HYDROLOGIE DU SOL EST ANALYSEE A L'AIDE D'UN MODELE DE CIRCULATION GENERALE (MCG). TROIS DIRECTIONS SONT EXPLOREES : L'INFLUENCE D'UN TERME DE DRAINAGE, CELLE DE LA CAPACITE EN EAU DU SOL, ET CELLE DE LA VARIABILITE SOUS-MAILLE DE L'HYDROLOGIE CONTINENTALE, A TRAVERS UNE PARAMETRISATION DISTRIBUEE DU RUISSELLEMENT. LA SENSIBILITE DE LA BRANCHE ATMOSPHERIQUE DU CYCLE HYDROLOGIQUE DEPEND DE L'AMPLITUDE ET DU SIGNE DES VARIATIONS D'EVAPORATION CONTINENTALE MOYENNES INDUITES PAR LES PARAMETRISATIONS ETUDIEES. ELLE DEPEND AUSSI DE LA DISTRIBUTION SPATIALE ET TEMPORELLE DE CES VARIATIONS. CETTE DISTRIBUTION EST PARTICULIEREMENT SENSIBLE A L'HYDROLOGIE DU SOL DANS LES TROPIQUES, OU ELLE ENTRAINE DES MODIFICATIONS IMPORTANTES DE LA CIRCULATION DE HADLEY-WALKER ET DE LA MOUSSON INDIENNE ASSOCIEE. LES PARAMETRISATIONS DE L'HYDROLOGIE DU SOL N'ONT CEPENDANT QU'UNE INFLUENCE TRES FAIBLE SUR LA CONVERGENCE D'HUMIDITE MOYENNE SUR LES CONTINENTS, EN REGARD DE LA SURESTIMATION SYSTEMATIQUE DE CETTE GRANDEUR DANS LE MCG. LA SECONDE PARTIE DE CETTE THESE PRESENTE LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE TRANSPORT LATERAL DE L'EAU DANS LES GRANDS BASSINS VERSANTS, LE MTL, ET SON APPLICATION POUR SIMULER LE DEBIT DE 14 GRANDS FLEUVES, A PARTIR DE L'ECOULEMENT TOTAL JOURNALIER SIMULE PAR UN MCG. LE MTL PERMET DE REPRODUIRE DE MANIERE SATISFAISANTE LE RETARD ENTRE LE MAXIMUM DE L'ECOULEMENT TOTAL SUR UN BASSIN ET LE MAXIMUM DU DEBIT A L'AVAL DU BASSIN, SI L'ON TIENT COMPTE DES DIFFERENCES ENTRE LES PRECIPITATIONS SIMULEES ET OBSERVEES, ET DES SIMPLIFICATIONS DE L'HYDROLOGIE DU SOL DANS LE MCG.
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AFIN D'ETUDIER LE CYCLE DE L'EAU A L'ECHELLE REGIONALE, LE SCHEMA DE SURFACE ISBA DE METEO-FRANCE EST COUPLE AU MODELE HYDROLOGIQUE MODCOU DE L'ENSMP. LE MODELE RESOUD LE CYCLE DIURNE DES BILANS D'EAU ET D'ENERGIE EN PRENANT EXPLICITEMENT EN COMPTE LES TYPES DE SOL ET DE VEGETATION, ET PERMET DE VALIDER LA REPARTITION EVAPORATION/RUISSELLEMENT EN COMPARANT LES DEBITS OBSERVES ET SIMULES. LE MODELE COUPLE EST APPLIQUE EN MODE FORCE SUR DEUX BASSINS VERSANTS TRES CONTRASTES : L'ADOUR (14500KM2), ET LE RHONE (86500KM2). LE FORCAGE ATMOSPHERIQUE TRI-HORAIRE A ETE RECONSTITUE A 5KM DE RESOLUTION A PARTIR DES OBSERVATIONS, ET LES PARAMETRES DU SOL ET DE LA VEGETATION ONT ETE CARTOGRAPHIES EN UTILISANT L'ENSEMBLE DES BASES DE DONNEES DISPONIBLES. LE MODELE A TOUT D'ABORD ETE CALIBRE SUR LE BASSIN VERSANT DE L'ADOUR EN 1986, SUR LEQUEL ON DISPOSAIT, EN PLUS DES MESURES DE DEBITS, DES OBSERVATIONS DU CONTENU EN EAU DU SOL ET DE L'EVAPORATION EFFECTUEES LORS DE L'EXPERIENCE HAPEX-MOBILHY86. IL A ENSUITE ETE VALIDE SUR L'ANNEE 1987. L'ETUDE A MONTRE L'IMPORTANCE DE LA PRISE EN COMPTE DES PROCESSUS SOUS MAILLES TEL QUE LE RUISSELLEMENT ET L'EVAPORATION DE L'EAU INTERCEPTE. ELLE RELEVE AUSSI LE ROLE DU REGIME DES PRECIPITATIONS, QUI CONDUIT A UNE EVAPORATION PLUS IMPORTANTE EN 1986 QU'EN 1987, BIEN QUE LE CUMUL DE PLUIE SOIT PLUS FAIBLE. LA SIMULATION SUR LE BASSIN DU RHONE, EFFECTUEE SANS CALIBRATION SUPPLEMENTAIRE, A PERMIS DE TESTER LA TRANSPORTABILITE DU SYSTEME. LA MODELISATION MET EN EVIDENCE LE ROLE MAJEUR DU MANTEAU NEIGEUX DANS LA FORMATION DES DEBITS ISSUS DES MASSIFS DES ALPES ET DU JURA, AINSI QUE LES IMPORTANTES VARIATIONS SPATIALES DE L'EVAPORATION ET DU RUISSELLEMENT SUR LE DOMAINE. ENFIN, LES 2 SIMULATIONS EFFECTUEES A ECHELLE FINE SONT UTILISEES POUR TRAITER LE PROBLEME DE L'AGREGATION SUR DE GRANDES MAILLES. ON ETUDIE EN PARTICULIER L'IMPORTANCE DE LA PRISE EN COMPTE DE 3 PROCESSUS SOUS-MAILLE : RUISSELLEMENT, INTERCEPTION ET FONTE DES NEIGES.
Author: FRANCOIS.. CABON
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