Développement d'un nouveau modèle à base physique de représentation du continuum sol-plante-atmosphère incluant l'hydraulique des plantes

Development of a new physicaly based representation of soil-plant-atmosphere continuum including plant hydraulics

• Auteur / Autrice : Oscar Corvi
• Direction : Sylvain Weill, Matthias Cuntz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'Environnement
• Date : Soutenance le 27/05/2025
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Terre Environnement (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Delpierre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Émilie Joetzjer, Jean-Christophe Domec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Delpierre, Isabelle Braud
• DOI : 10.70675/f506c6ddz28a5z404bzb958z129da087f657

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrologie

Relations plante-sol

Écologie des forêts

Hydraulique

Écohydrologie

Mots clés libres

Continuum sol-plante-atmosphère

Modélisation

Écosystèmes forestiers

Hydraulique

Hesse

Écohydrologie

Hydrologie

Soil-plant-atmosphere continuum

Modeling

Forested ecosystems

Hydraulic

Hesse

Ecohydrology

Hydrology

Résumé

Le continuum sol-plante-atmosphère est essentiel aux cycles de l’eau, du carbone et de l’énergie, mais il est fortement perturbé par le changement climatique, affectant ressources en eau et forêts. Pourtant, les représentations classiques de la végétation dans les modèles peinent généralement à représenter le stress hydrique, car elles négligent le rôle du transport hydraulique au sein des plantes. La thèse développe SoVegI, un modèle unidimentionnel du continuum qui simule explicitement et efficacement le transport hydraulique dans la végétation. Cette approche permet de relier directement l’état hydrique des plantes à la régulation stomatique et au prélèvement racinaire, offrant une vision mécaniste du stress hydrique. Validé sur données synthétiques et réelles (site de Hesse, 15 ans), SoVegI démontre sa capacité à représenter les échanges d’eau et de carbone et ouvre des perspectives de modélisation des écosystèmes forestiers en contexte de changement climatique.

The soil-plant-atmosphere continuum is essential to the water, carbon, and energy cycles, but it is strongly disrupted by climate change, impacting water resources and forests. However, classical representations of vegetation in models often struggle to capture water stress because they overlook the role of hydraulic transport within plants.This thesis develops SoVegI, a one-dimensional model of the continuum that explicitly and efficiently simulates hydraulic transport in vegetation. This approach directly links the hydraulic status of plants to stomatal regulation and root water uptake, providing a mechanistic understanding of water stress. Validated using synthetic and real-world data (Hesse site, 15 years), SoVegI demonstrates its ability to represent water and carbon exchanges and opens new perspectives for modeling forest ecosystems in the context of climate change.