Simulation dynamique spatialisée de l’évolution de la structure de surface des sols cultivés sous l’action de la pluie

par Gilles Valette

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Laurent Lucas.

Soutenue en 2008

à Reims .

Le jury était composé de Djamchid Ghazanfarpour-Kholendjany, Joël Leonard.

Les rapporteurs étaient Eric Galin, Édith Perrier, Stéphanie Prévost.


  • Résumé

    Ce mémoire est le fruit d'un travail de thèse mené en interface entre les domaines de la science du sol et de l'informatique. Ce travail concerne la modélisation et la simulation de deux types d'évolution de la structure de surface d'un sol cultivé: sa dégradation sous l'action de la pluie, et sa fissuration sous l'effet de la dessiccation. Les modèles développés sont basés sur le formalisme DEVS, formalisme dédié aux systèmes à évènements discrets et sur le principe des automates cellulaires étendus. La principale originalité du simulateur de la dégradation du sol est qu'il vise à reproduire les interactions entre les processus érosifs et l'évolution du relief et de la structure de la surface du sol. Les différents processus de transfert d'eau sont représentés, ainsi que les processus de transfert de sédiments. Une expérience sous simulateur de pluie a permis de vérifier que notre simulateur présente un comportement global correct, produisant un encroûtement réaliste à la fois sur des aspects qualitatifs et quantitatifs, ce qui en constitue l'un des aspects les plus originaux et innovants. Le simulateur de la fissuration du sol reproduit l'apparition et le développement de fissures verticales dans la couche de surface d'un sol soumis à dessiccation. Nous avons introduit l'utilisation de la méthode de la ligne de partage des eaux hiérarchique afin d'obtenir un réseau de fissures qui puisse être déterminé par des propriétés du sol, en particulier l'épaisseur de la croûte. Outre une validation au moyen des densités de Minkowski, nous avons également proposé une généralisation de notre méthode aux maillages 3D

  • Titre traduit

    Dynamic and spatialized simulation of the surface structure evolution of a cultivated soil under a rainfall


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    This document is the result of a thesis conducted on the interface between computer science and soil science. This work concerns the modeling and simulation of two types of changes in the structure of a cultivated soil surface: its degradation by the action of rain, and its cracking by the action of dessication. The models we have developed are based on the DEVS formalism, which is dedicated to discrete event systems, and on extended cellular automata principle. The main originality of our simulator of soil degradation is that it aims to reproduce the interaction between the erosion processes and the evolution of the relief and of the soil surface structure. The processes of water transfer are represented, as well as the processes of sediment transfer. A rain simulator experiment permitted to verify that our simulator provides a correct global behavior, producing a realistic crusting on both qualitative and quantitative aspects, which is one of its most original and innovative characteristics. The cracking simulator reproduces the emergence and development of vertical cracks in the surface layer of a dessicating soil. We have introduced the method of hierarchical watershed to obtain a cracks network that can be determined by soil properties, especially the crust thickness. Besides a validation using Minkowski's densities, we have also proposed a generalization of our method to 3D meshes

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  • Détails : 1 vol. (346 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 301-320

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