Couplage de modèles météorologique et géomatique : application à la dérive atmosphérique des pesticides agricoles

Coupling atmospheric dispersion model and Geographical Information Systems : application to pesticide spray drift

• Auteur / Autrice : Nicolas Bozon
• Direction : Bijan Mohammadi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées et applications des mathématiques
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique des fluides

Modèles mathématiques

Pollution par les pesticides

Viticulture

Mots clés libres

Système d'information géographique

Mécanique des fluides

Compléxité réduite

Multi-echelles

Modèles numériques de terrain

Résumé

La pollution atmosphérique par les pesticides issus de la viticulture est un problème environnemental majeur affectant aussi bien la santé humaine que l'équilibre des écosystèmes. La modélisation de la dispersion atmosphérique et l'usage des systèmes d'information géographique peuvent permettre de quantifier spatialement la pollution atmosphérique sur le territoire. Cette thèse est fondée sur le couplage d'un modèle de dispersion atmosphérique des pesticides et d'un système d'information géographique, destiné à prédire et cartographier la pollution atmosphérique après les traitements phyto-sanitaires. L'introduction des modèles numériques de terrains et des changements d'échelle dans la modélisation à complexité réduite sont présentés et illustrés. La plateforme de simulation numérique découlant du couplage prend la forme d'un plugin au logiciel Quantum GIS, explorant ainsi le potentiel des SIG libres dans l'implémentation de modèles physiques complexes. La plateforme est finalement utilisée sur un bassin versant viticole du Sud de la France, et un scénario d'analyse des risques de pollution est proposé.

Atmospheric pollution due to agricultural pesticide for viticulture is a major concern today, regarding both public health, sustainable agriculture and ecosystems quality monitoring. Atmospheric dispersion modeling and the use of geographic information systems allow us to spatially quantify the atmospheric pollution on a given area. This thesis is based on the coupling of an atmospheric dispersion model and a geographic information system, in order to predict and map atmospheric pollution after pesticide spraying applications. Implementations of digital elevation models and scale changes into the reduced order modeling are described and illustrated. The resulting simulation platform is presented as a Quantum GIS software plugin, thus exploring the Open Source GIS capabilities to implement complex physical models. The platform is finally used on a typical Souther French wine-growing area, and a pollution risk analysis scenario is proposed.