2 outils envisagés pour les résultats de simulation:- un modèle “maison”- le modèle VFSMOD adapté aux conditions européennes

- débit entrant sur la bande avec des concentrations

- un contexte agro-pédo-climatique donné

(niveau de nappe, longueur et pente de la bande,

type de sol)

- débit ruisselant à l’aval de la bande

- flux de pesticides percolant

potentiellement sous le sol de la bande.

Sous-axe 1.3 Modélisation des éléments du paysage

Modélisation des ZT enherbées

Projet Miriphyque

Développement d’un modèle simplifié pour caractériser l'infiltration (eau+pesticides) dans les sols de

dispositifs enherbés

Thèse Jean-Guillaume LACAS (2002-2005) : HYDRUS 2D+onde cin. (pour flux d’eau)+ transport de solutés représentés en subsurface. Ses conclusions: Hydrus 2D est un outil

Moyennement satisfaisant sur le site expérimental

Très sensible aux CI (instabilités)

Probablement satisfaisant pour des échelles supérieures et des sols moins structurés

Affiner l’étude des transferts couplés de pesticide par la modélisation

Développer un modèle simplifié et stable de bande enherbée, destiné aux acteurs de terrain

Besoin d’un outil :

ruissellement

Écoulementsubsurface

Infiltration

LE processusdominant

- débit entrant sur la bande avec des concentrations

- un contexte agro-pédo-climatique donné

(niveau de nappe, longueur et pente de la bande,

type de sol)

- débit ruisselant à l’aval de la bande

- flux de pesticides percolant

potentiellement sous le sol de la bande.

Un outil déjà existant et validé internationalement : VFSMOD (Munoz-Carpena et al.) : Vegetative Filter Strip Modeling System

Caractéristiques:

Résolution équations Green&Ampt :

capable de représenter le ruissellement de surface Hortonien (intensité de pluie > taux d’infiltration du sol) ne simule pas le ruissellement par saturation (typique en Europe, par exemple dans le cas de nappes perchées)

simuler le transfert de pesticide au sein des bandes enherbées

pour implémenter les nappes perchées dans équations de Green-Ampt

pour validation sur données françaises, où les transferts de pesticides ont été mesurés en présence de nappe

Travail actuel avec R Munoz-Carpena: adaptation de VFSMOD aux conditions

européennes: ruissellement par saturation

pour implémenter les nappes perchées dans équations de Green-Ampt

pour validation sur données françaises, où les transferts de pesticides ont été mesurés en présence de nappe

Travail actuel avec R Munoz-Carpena: adaptation de VFSMOD aux conditions

européennes: ruissellement par saturation

Salvucci and Enthekabi (1995) solution d’infiltration sous ponding proposent solution implicite en temps pour sols bornés par une nappe (sous équilibre hydrostatique avec conditions aux limites) ,calcul de Oi , Sav à chaque pas de tempsCourbes de rétention et de conductivité hydraulique variéesDéveloppement explicite en temps et prise en comte de conditions de pluie variable + couplage avec ruissellement de surface et transport (VFSMOD) simulation de l’hydrodynamique d’une BE sous conditions de nappe.

Simplification du modèle (VFSMOD ou modèle PolDif)

Déterminer les paramètres d’entrée d’entrée les +influents Analyse de sensibilité Globale (pour évaluer les paramètres

d’entrée les + influents sur les flux de pesticides) Validation sur données terrain du choix des paramètre d’entrée

les + influents que l’utilisateur est capoable de mesurer facilement (ou déduits par la connaissance terrain) and fixer les paramètres les - influents

Axe 3.3

Besoin d’un outil simple pour être utilisé par des non-modélisateurs/dans Miriphyque

Sous-axe 3.3Analyse de sensibilité aux différentes

échelles de modélisation, pistes pour la transposition de la méthode

(PollDiff ; ARVALIS ; UIPP ; EGC)

Projet Miriphyque

L’analyse de sensibilité: pour quoi faire?

Mieux comprendre le modèle, anticiper le manque de

déterminisme de certaines fonctionsorienter l’attention des utilisateurs sur certains modules

influents, aider à la mise en place de futures expérimentations valider le modèle (fidèle au processus physique qu’il modélise

& robustesse)

- Quelles sont les variables qui contribuent le plus à la variabilité

de la réponse du modèle ?

- Quelles sont les variables les moins influentes?

- Quelles variables interagissent avec quelles autres?

Différentes selon les éléments du paysage, à choisir selon - la dimension de l’espace des inputs- le temps de simulation des modèles

Méthodes d’Analyse de sensibilité

Analyses de sensibilité locales

- le modèle adjoint : Très peu coûteux en calcul une fois l’adjoint calculé OK si modèle est facilement dérivable

- l’approche OAT (One factor At Time), qui consiste à calculer ou estimer les indices de sensibilité définis par

exprimant l’effet sur la valeur de la variable aléatoire Y de perturber les valeurs des variables Xi autour d’une valeur nominale x0i .

Facile et intuitive OK si paramètres indépendants

L’analyse de sensibilité globale

prise en compte des interactions simple si pas trop de paramètres Méthodes très coûteuses en nombre de simulations un nombre élevé de facteurs à étudier nécessite de développer des méthode optimales d’exploration (plan factoriel fractionnaire, Hypercube latin, …)Ref: Andrea Satelli et al. : Global Sensitivity Analysis The Primer

-SIMEXPLORER (Cemagref Clermont,

Chuffart et al.)

- SIMLab (Méthodes MORRIS, Sobol, … ; Saltelli et al., 2004, JRC)

- librairies R SensitivityAnalysis

- réseau Mexico Méthodes pour l’Exploration Informatique

des modèles

Complexes (INRA (MIA, EA), CEMAGREF (LISC), …)

À réfléchir selon les modèles (leur coût, le nombre de

paramètres), les méthodes possibles d’analyse de sensibilité

Outils d’Analyse de sensibilité