Modélisation à l’échelle de la parcelle MACRO : quels sont les paramètres sensibles ? Fonctions de pédotransfert : pour quoi faire ? Stratégie de mesures

Rappel sur le fonctionnement de MACRO Le modèle MACRO Rappel sur le fonctionnement de MACRO Double perméabilité Micropores : Equation de Richards Macropores : Onde cinématique C, capacité capillaire (dtheta/dpsi) Psi, potentiel hydrique (en unité de charge hydraulique) Si, termes puits-sources : échange avec macropores, avec le système de drainage, prélèvement racinaire Thetama : teneur en eau de la macroporosité Kma : conductivité hydraulique de la macroporosité (fct puissance de thetama) d : longueur de diffusion effective de l’eau dans les agrégats (lié à leur taille) Dw : diffusivité effective de l’eau dans le sol Gf : facteur géométrique (forme de l’agrégat) Gammaw : facteur d’échelle lié à la solution (approchée vs. exacte) du pbl de diffusion Terme d’échange : 2

Rappel sur le fonctionnement de MACRO Le modèle MACRO Rappel sur le fonctionnement de MACRO Caractéristiques hydriques Micropores : Point b : passage micro-macro Thetas étoile : teneur en eau à saturation des micropores fictive Kmi : modèle de Mualem Smi(thetab) : taux de saturation des micropores quand theta=thetab Sma : taux de saturation des macropores Thetama : teneur en eau des macropores Ema = thetasat-thetab Macropores : 3

Rappel sur le fonctionnement de MACRO Le modèle MACRO Rappel sur le fonctionnement de MACRO Paramètres hydriques Micropores : qs, qb, qr, avg, nvg Point b : passage micro-macro Thetas étoile : teneur en eau à saturation des micropores fictive Kmi : modèle de Mualem Smi(thetab) : taux de saturation des micropores quand theta=thetab Sma : taux de saturation des macropores Thetama : teneur en eau des macropores Ema = thetasat-thetab Macropores : Ks, Kb, n*, l 4

Sensibilité de MACRO (Dubus et Brown, 2002) Le modèle MACRO Sensibilité de MACRO (Dubus et Brown, 2002) DEG : vitesse de dégradation du pesticide, FREUND : exposant de Freundlich ZKD : coefficient de Frendlich TRESP : coefficient d’effet thermique sur la dégradation GAMMA : masse volumique apparente ANNATV : température moyenne annuelle TPORV : teneur en eau à saturation qs KSM : conductivité hydraulique au point b Kb ZN : tortuosité des macropores n* ZLAMB : distribution des micropores nvg XMPOR : teneur en eau au point b qb ASCALE : longueur de diffusion d 5

Importance du point b (passage micro-macro) Le modèle MACRO Sensibilité de MACRO (Dubus et Brown, 2002) Les paramètres ‘pesticides’ sont les plus importants ! (vitesse de dégradation, non linéarité de l’isotherme d’adsorption) Importance du point b (passage micro-macro) 6

Variabilité spatiale des paramètres ‘pesticides’ à l’échelle du BV Le modèle MACRO Variabilité spatiale des paramètres ‘pesticides’ à l’échelle du BV Exemple du BV agricole de Bruyères-et-Montbérault (135 ha) (Coquet, 2003) (Charnay et al., 2005) 7

Fonctions de pédotransfert Problème : les paramètres de dissipation des pesticides et les paramètres hydriques des sols sont difficiles et coûteux à mesurer Les fonctions de pédotransfert sont prévues pour estimer les grandeurs difficiles à mesurer à partir de grandeurs plus faciles à mesurer (ex : texture du sol, etc) 8

Fonctions de pédotransfert Exemple de fonction de pédotransfert pour la prédiction de la rétention en eau à partir de la texture du sol (Al Majou et al 2007) 9

Fonctions de pédotransfert Exemple de fonction de pédotransfert pour la prédiction des paramètres hydriques à partir d’autres variables du sol (Wösten et al 2001) 10

Fonctions de pédotransfert Exemple de fonction de pédotransfert pour la prédiction de Kb (Jarvis et al 2002) 11

Fonctions de pédotransfert Exemple de fonction de pédotransfert pour la prédiction du coefficient d’adsorption des pesticides (Coquet et Barriuso 2002) 12

Fonctions de pédotransfert Tester les fonctions de pédotransfert existantes pour prédire les paramètres de MACRO ; en développer de nouvelles, si besoin Calculer les incertitudes sur les estimations et étudier leur propagation dans les résultats (MACRO, descripteurs) 13

Stratégie de mesures Acquisition de données Les fonctions de pédotransfert sont peu performantes en ce qui concerne les propriétés hydriques privilégier leur mesure Il n’existe quasiment pas de fonction de pédotransfert pour les paramètres spécifiques de MACRO (qb, Kb) privilégier ces paramètres Les propriétés de dissipation des pesticides sont peu variables (sauf T1/2) à l’échelle du BV privilégier la diversité des molécules 14

Stage de M2 février-juin 2011 Stratégie de mesures Stage de M2 février-juin 2011 Romain van den Bogaert M2 ECH-Sols typologie des sols mesure des propriétés hydriques Stage de M2 février-juin 2012 mesure des propriétés de dissipation des pesticides modélisation MACRO 15

Rétention au laboratoire Infiltromètre à succion Stratégie de mesures Méthodes Rétention au laboratoire Infiltromètre à succion Conductivité à saturation Masse volumique apparente Granulométrie, OC 16

3 rep locales x 3 sites /horizon diagnostic Stratégie de mesures Typologie d’horizons 3 rep locales x 3 sites /horizon diagnostic Descripteurs de la structure (Kb, Ks) 17

Présentation AgroParisTech – décembre 2008 Le modèle MACRO Sensibilité de MACRO (Dubus et Brown, 2002) Présentation AgroParisTech – décembre 2008 19