Mesure et modélisation à long terme du bilan de masse et d'énergie d'une jachère du sud-ouest de la France : influence et rôle d'une couche naturelle de résidus végétaux, ou mulch

• Auteur / Autrice : Enrique Gonzalez-Sosa
• Direction : Isabelle Braud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique, géochimie, géomécanique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Agronomie. Sciences du sol et productions vegetales

Jachere

Variation pluri annuelle

Haute garonne

Modele mathematique

Paillage

Element climatique

Humidite sol

Temperature sol

Bilan eau

Bilan energetique

Transfert chaleur

Transfert masse

Evaporation

Cycle eau

Litiere

Validation

Relation sol plante

Résumé

Afin de tester la pertinence des modeles de transferts sol-vegetation-atmosphere (tsva) utilises pour representer les transferts de masse et d'energie a la surface des continents, des experimentations, dans un premier temps de courte duree, ont ete menees sous differents type de climat. Mais en general, leur duree (quelques mois) ne permettait pas de tester la robustesse de ces modeles vis-a-vis du cycle de l'eau dont l'evolution est beaucoup plus lente. Pour cela une ou plusieurs annees de donnees sont necessaires. C'est avec cet objectif de suivi sur le long terme que l'experience murex (monitoring the usable reservoir experiment) a ete menee durant trois annees (1995-1997) afin de disposer de donnees aussi completes que possible pour la validation de modeles svat de complexite variee sur plusieurs cycles hydrologiques. Le site experimental murex est une jachere de 30 ha situee sur la moyenne terrasse de la garonne a une quarantaine de km de toulouse (france). Les variables climatiques ont ete mesurees ainsi que les composantes du bilan d'energie par le dispositif samer. Trois sites de suivi du bilan hydrique sont ete instrumentes et on a egalement suivi l'evolution de la hauteur de la vegetation, la biomasse ainsi que l'indice foliaire. Des tests in situ et de laboratoire ont ete realises pour caracteriser les proprietes hydrodynamiques et thermiques du site. Les transferts de masse et d'energie ont ete modelises a l'aide du modele sispat (simple sol plante atmosphere transferts) en considerant les apports lateraux des parcelles voisines et une colonne du sol de 1. 30 m. Les resultats initiaux du modele etaient assez mauvais et on a fait l'hypothese que les residus vegetaux pouvaient etre responsables de ce desaccord entre mesure et modele. Les transferts au travers de la litiere formee par la decomposition des vegetaux morts appelee mulch, a ete modelise et le modele sispat modifie en consequence. Les donnees de l'annee 1995 ont ete utilisees pour calibrer le modele et estimer les parametres qui n'avaient ete mesures. La validation du modele a ete faite avec la serie de donnees des annees 1996 et 1997 en gardant les memes valeurs des parametres pour les trois annees. Les resultats montrent que l'evaporation mesuree a partir de la samer est assez bien modelisee pour les trois annees quand le mulch a ete mis en compte. L'evolution temporelle de l'humidite dans le premiers cinq centimetres du sol est bien reproduite pour les annees 1995 et 1997. En revanche les flux d'energie et principalement le flux de chaleur dans le sol sont moins bien restitues. La temperature dans le sol a ete aussi bien reproduite pour toutes les profondeurs. Dans tous les cas, les resultats et notamment l'evolution a long terme de l'evaporation sont meilleurs lorsque le mulch est pris en compte. Cela justifie a posteriori sa modelisation explicite dans les transferts de masse et d'energie.