Objectifs :

Mettre en œuvre un ensemble de modélisations permettant de simuler les composantes essentielles de la cascade de l’azote à l’échelle du paysage : émissions-transferts-dépôts atmosphériques, transferts hydrologiques dissous (DIN et DON), flux d’azote agricole volontaires (apports, transferts internes et exportations), devenirs de l’azote dans les espaces non agricoles (dépôts et émissions de gaz azotés, stockage long terme… Les buts de ces simulations sont (i) de quantifier ces composantes dans des contextes agricoles et physiographiques diversifiés, (ii) de caractériser le rôle des interactions spatiales et des structures du paysage, ainsi que leur dépendance aux contextes agricoles et physiographiques, afin d’alimenter une typologie fonctionnelle des paysages (tâche 3) et (iii) d’évaluer ex ante des scénarios de changement des variables de forçage agricoles et climatiques (tâche 1). Enfin, on s’efforcera d’estimer les incertitudes associées aux simulations.

Méthodes :

On s’appuiera essentiellement sur les deux démarches de modélisation de la cascade de l’azote les plus avancées actuellement : le modèle NitroScape (issu du projet NitroEurope, 2006-2011), mettant l’accent sur les couplages atmosphère, sol et eau, et le modèle Casimod’N (issu du projet ACASSYA, 2009-2012), insistant sur la construction de scénarios cohérents de changement de système de production. Ces deux initiatives ont des points communs (modèle hydrologique, principes de couplage, mode de représentation de l’espace) mais diffèrent notamment par le mode de représentation des pratiques agricoles. NitroScape est mieux adapté aux sites avec des assolements et des itinéraires techniques simples et stables, car ces données sont directement renseignées dans la base de données. Casimod’N est mieux adapté aux systèmes agricoles complexes, tels que polyculture-élevage, car il simule les décisions stratégiques des exploitants. Tous deux modélisent encore mal certains processus ou systèmes qu’il est important de considérer dans certains contextes et qui sont mieux couverts par des modèles plus spécialisés. De ce fait, la démarche générale de modélisation adoptée dans ce projet sera du type « ensemble modelling », où, plutôt que de tenter de développer un modèle unique, différentes approches de modélisation seront combinées et comparées afin de « coller » au mieux aux questions et aux problèmes posés (cf. tâche 2.3). Toutefois, pour optimiser les synergies, les différents développements proposés seront conçus pour être facilement intégrables (et si possible intégrés) dans les deux modèles principaux, NitroScape et Casimod’N. Cela sera d’autant plus facile que les deux équipes porteuses (EGC et SAS) travaillent ensemble sur ces deux modèles.

Responsable T2 : Patrick Durand (SAS)                        
Participants : SAS, EGC, PEGASE, FIRE-Sisyphe-Irstea, SOLS, MIA, EcoLab, CERFACS (PALM), LISIC (VLE-RECORD), BIA (RECORD), BEF
Durée : M1-M48