2 outils envisagés pour les résultats de simulation: - un modèle maison - le modèle VFSMOD adapté aux conditions européennes - débit entrant sur la bande.

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1 2 outils envisagés pour les résultats de simulation: - un modèle maison - le modèle VFSMOD adapté aux conditions européennes - débit entrant sur la bande avec des concentrations - un contexte agro-pédo-climatique donné (niveau de nappe, longueur et pente de la bande, type de sol) - débit ruisselant à laval de la bande - flux de pesticides percolant potentiellement sous le sol de la bande. Sous-axe 1.3 Modélisation des éléments du paysage Modélisation des ZT enherbées Projet Miriphyque

2 Développement dun modèle simplifié pour caractériser l'infiltration (eau+pesticides) dans les sols de dispositifs enherbés Thèse Jean-Guillaume LACAS (2002-2005) : HYDRUS 2D+onde cin. (pour flux deau)+ transport de solutés représentés en subsurface. Ses conclusions: Hydrus 2D est un outil Moyennement satisfaisant sur le site expérimental Très sensible aux CI (instabilités) Probablement satisfaisant pour des échelles supérieures et des sols moins structurés Affiner létude des transferts couplés de pesticide par la modélisation Développer un modèle simplifié et stable de bande enherbée, destiné aux acteurs de terrain Besoin dun outil : ruissellement Écoulement subsurface Infiltration LE processus dominant - débit entrant sur la bande avec des concentrations - un contexte agro-pédo-climatique donné (niveau de nappe, longueur et pente de la bande, type de sol) - débit ruisselant à laval de la bande - flux de pesticides percolant potentiellement sous le sol de la bande.

3 Un outil déjà existant et validé internationalement : VFSMOD (Munoz-Carpena et al.) : Vegetative Filter Strip Modeling System Caractéristiques: Résolution équations Green&Ampt : capable de représenter le ruissellement de surface Hortonien (intensité de pluie > taux dinfiltration du sol) ne simule pas le ruissellement par saturation (typique en Europe, par exemple dans le cas de nappes perchées) simuler le transfert de pesticide au sein des bandes enherbées

4 pour implémenter les nappes perchées dans équations de Green-Ampt pour validation sur données françaises, où les transferts de pesticides ont été mesurés en présence de nappe Travail actuel avec R Munoz-Carpena: adaptation de VFSMOD aux conditions européennes: ruissellement par saturation

5 pour implémenter les nappes perchées dans équations de Green-Ampt pour validation sur données françaises, où les transferts de pesticides ont été mesurés en présence de nappe Travail actuel avec R Munoz-Carpena: adaptation de VFSMOD aux conditions européennes: ruissellement par saturation Salvucci and Enthekabi (1995) solution dinfiltration sous ponding proposent solution implicite en temps pour sols bornés par une nappe (sous équilibre hydrostatique avec conditions aux limites),calcul de Oi, Sav à chaque pas de temps Courbes de rétention et de conductivité hydraulique variées Développement explicite en temps et prise en comte de conditions de pluie variable + couplage avec ruissellement de surface et transport (VFSMOD) simulation de lhydrodynamique dune BE sous conditions de nappe.

6 Simplification du modèle (VFSMOD ou modèle PolDif) Déterminer les paramètres dentrée dentrée les +influents Analyse de sensibilité Globale (pour évaluer les paramètres dentrée les + influents sur les flux de pesticides) Validation sur données terrain du choix des paramètre dentrée les + influents que lutilisateur est capoable de mesurer facilement (ou déduits par la connaissance terrain) and fixer les paramètres les - influents Axe 3.3 Besoin dun outil simple pour être utilisé par des non- modélisateurs/dans Miriphyque

7 Sous-axe 3.3 Analyse de sensibilité aux différentes échelles de modélisation, pistes pour la transposition de la méthode (PollDiff ; ARVALIS ; UIPP ; EGC) Projet Miriphyque

8 Lanalyse de sensibilité: pour quoi faire? Mieux comprendre le modèle, anticiper le manque de déterminisme de certaines fonctions orienter lattention des utilisateurs sur certains modules influents, aider à la mise en place de futures expérimentations valider le modèle (fidèle au processus physique quil modélise & robustesse) - Quelles sont les variables qui contribuent le plus à la variabilité de la réponse du modèle ? - Quelles sont les variables les moins influentes? - Quelles variables interagissent avec quelles autres?

9 Différentes selon les éléments du paysage, à choisir selon - la dimension de lespace des inputs - le temps de simulation des modèles Méthodes dAnalyse de sensibilité

10 Analyses de sensibilité locales - le modèle adjoint : Très peu coûteux en calcul une fois ladjoint calculé OK si modèle est facilement dérivable - lapproche OAT (One factor At Time), qui consiste à calculer ou estimer les indices de sensibilité définis par exprimant leffet sur la valeur de la variable aléatoire Y de perturber les valeurs des variables Xi autour dune valeur nominale x0i. Facile et intuitive OK si paramètres indépendants

11 Lanalyse de sensibilité globale prise en compte des interactions simple si pas trop de paramètres Méthodes très coûteuses en nombre de simulations un nombre élevé de facteurs à étudier nécessite de développer des méthode optimales dexploration (plan factoriel fractionnaire, Hypercube latin, …) Ref: Andrea Satelli et al. : Global Sensitivity Analysis The PrimerGlobal Sensitivity Analysis

12 -SIMEXPLORER (Cemagref Clermont, Chuffart et al.) - SIMLab (Méthodes MORRIS, Sobol, … ; Saltelli et al., 2004, JRC) - librairies R SensitivityAnalysis - réseau Mexico Méthodes pour lExploration Informatique des modèles Complexes (INRA (MIA, EA), CEMAGREF (LISC), …) À réfléchir selon les modèles (leur coût, le nombre de paramètres), les méthodes possibles danalyse de sensibilité Outils dAnalyse de sensibilité