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Projet ANR Escapade

Tâche 3.2. Prise en compte des processus paysagers dans la modélisation des transferts d’azote à l’échelle territoriale ou régionale

La sous-tâche 3.2 est articulée en 3 sous-actions.

Tâche 3.2.1. Modélisation des transferts et dépôts atmosphériques       
Objectif : Les modèles régionaux de transferts atmosphériques d’azote (Chimère, EMEP) fonctionnent à des résolutions allant de 5x5 km² jusqu’à 50x50 km². Ils reposent sur l’hypothèse que les flux et concentrations d’azote réactif (Nr) sont quasi-homogènes au sein de ces mailles et ignorent donc la variabilité intra-maille liée à la distribution spatiale fine des sources ponctuelles d’azote et des interactions spatiales entre les éléments du paysage. La prise en compte de la typologie fonctionnelle des paysages élaborée ci-dessus devrait permettre d’améliorer grandement leur pouvoir de prédiction.
Méthode : Ce travail sera réalisé en concertation avec le projet mais dans le cadre d’une thèse (à EGC) cofinancée par le projet FP7-ECLAIRE (demande de co-financement en cours).

Durée : M1-M36

Tâche 3.2.2. Modélisation des transferts hydrologiques               
Objectifs et Méthodes : Les modèles de transferts d’azote dans les réseaux hydrographiques (Seneque/Riverstrahler, SWAT) considèrent les apports diffus du bassin versant de chaque unité hydrographique comme la somme des contributions de leurs différentes parcelles ou zones naturelles constitutives. Elles ignorent donc totalement les interactions entre ces éléments et le rôle que leur position relative dans l’espace et en particulier dans les gradients topographiques peut jouer sur les transferts bassin versant-réseau hydrographique. Des modèles statistiques permettent de calculer, à l’échelle des masses d’eau, des « rétentions » liées principalement aux zones ripariennes. Le modèle Seneque/Riverstrahler introduit un coefficient de « rétention riparienne » calé pour en rendre compte. L’idée est ici de (i) modéliser de manière semi-déterministe ces processus de rétention riparienne à partir d’une typologie des zones riveraines et de bas de versant et (ii) modéliser des transferts d’azote dans ces zones, réalisée dans la tâche 2, d’autre part. Par ailleurs, le modèle Seneque/Riverstrahler simule de manière mécaniste les processus de transformations de l’azote qui aboutissent à sa rétention ou à son élimination dans les cours d’eau eux-mêmes pour autant que la description morphologique des cours d’eau et de leurs annexes hydrauliques soit adéquate. Le modèle SWAT fait de même selon toutefois un schéma conceptuel moins détaillé. Il sera donc possible d’étudier, selon une approche d’ « ensemble modelling », le rôle des structures du paysage hydrologique sur les processus internes aux cours d’eau.

Durée : M1-M36

Tâche 3.2.3. Test de ces approches sur des territoires régionaux et évaluation des scénarios                                        
Objectifs : Utiliser les modèles mis au point pour prendre en compte les structures paysagères dans la modélisation de la cascade de l’azote à l’échelle de territoires de taille supérieure à 1000 km².
Méthode : Les modèles développés dans la tâche 3.2 seront testés sur les grands territoires d’intérêt pour le projet en y incorporant la description paysagère produite par la tache 3.1. Il s’agit en particulier du bassin du Blavet (1950 km² contenant Kervidy-Naizin), du bassin du Grand Morin (1000 km² contenant l’Orgeval) et de la Seine, et du bassin de la Save (1150 km² contenant Auradé), ainsi que de certains territoires ayant fait l’objet de réflexions sur les changements possibles de gestion paysagère dans la tâche 1 (Pays de Loire…).

Durée : M36-M48

Responsables T3.2 : EGC (transferts atmosphériques) et FIRE (transferts hydriques)
Partenaires participants : EGC, FIRE, SAS, EcoLab, LISA