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UMR ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes

BILHYNA

Un modèle de bilan hydrique d'une succession de cultures à l'échelle de la parcelle agricole

BILHYNA
Bilan Hydrique INRA-AgroParisTech
Compartiments :

Sol - plante - atmosphère.

Sorties du modèle :

évaporation (potentielle, maximale, réelle), bilan d’eau des couches de sol, gestion de l’irrigation, drainage profond, infiltration, ruissellement potentiel, captation, durée d’humectation, pluies efficaces, croissance de la culture.

Description du modèle (d'après A. PERRIER, Professeur AgroParisTech) :

Ce modèle est conçu pour aborder jour après jour tout au long des années le fonctionnement de toute succession de culture, sur la base des relations physiques classiques couplées à un fonctionnement biophysique très générique reliant le développement de la plante aux conditions de sol et de climat (données météorologiques locales classiques) mais aussi aux contraintes hydriques, photosynthétiques et énergétique (températures) qui sont induites.

Par cette approche biophysique de la végétation et de son devenir sous l’angle des deux grands systèmes d’échanges que sont les feuilles et les racines, il est possible, à la fois pour le sol et pour la végétation, de coupler l’état du couvert aux différents grands bilans physiques : (1) le bilan de quantité de mouvement (convectif) ; (2) le bilan énergétique du couvert (évapotranspiration en particulier) ; (3) le bilan hydrique (Pluie, captation, infiltration, ruissellement, variation de stock des couches du sol explorées par les racines, effet tampon du sol sous-jacent et drainage profond vers nappe ou exutoire).

Ce modèle est tourné vers les aspects hydriques comme la gestion des irrigations, l’optimisation des irrigations en conditions limitantes de disponibilité en eau (irrigations de compléments) et l’analyse de la durabilité sur le long terme de la ressource. Cette approche suppose une alimentation minérale optimale et ne cherche pas à préciser des rendements récoltables. En effet,  cela nécessiterait trop de sous-modèles spécifiques supplémentaires, trop d’adaptation aux différentes cultures et trop d’aléas dus aux multiples causes d’accidents climatiques, et surtout parasitaires qui ne répondent pas à la finalité de ce modèle. L’objectif reste celui d’optimiser les besoins en eau de tout couvert végétal naturel ou anthropique, de connaître en conditions pédoclimatiques les ressources potentielles en eau induites par les différents couverts, et ce aussi bien sur des données passées que des données prospectives qui, à partir de scénarios, ont été fournies par des modèles de changement climatique. 

Enfin, l’approche modulaire physiques (sol et climat), agronomiques par la succession des cultures et techniques (type de préparation du sol et de semis), permet une automaticité des irrigations (choix de critères), de la récolte et de repousses, avant le choix d’une nouvelle culture. Des modules bioclimatiques permettent aussi de définir les dates optimales de ces interventions (labour, préparation du lit de semence et semis, ce qui a été fait pour la plaine de la Mitidja en Algérie). Ces conditions d’automaticité du déroulement des cultures sont essentielles pour tester des changements climatiques qui induisent des dérives dans le cycle des cultures. Les dates automatiques induisent un bilan annuel particulier, utile pour analyser le poids du changement climatique sur l’adaptation climatique des cultures et sur les ressources en eau potentiellement disponibles.

Modèle utilisé sur forêts (pin, hêtre, forêt tropical), sur palmeraie, sur oranger, sur cultures (plus de dix), sur prairie et savane sous des climats divers (continentaux, méditerranéens, etc.).

Utilisations dans des projets :

- contrat CA Eure et Loir (terminé)

- Projet RexHySS (Resssources en eau et extrêmes climatiques sur les bassins Seine et Somme) 2007-2009 : UPMC / METEO-FRANCE/ Ecole des Mines / EGC (A. Perrier) : pour l'analyse des extrêmes sur le bilan hydrique de diverses cultures et couverts et leurs conséquences.

- Projet AquiMed 2008-2012 (Aquifère méditerranéen) CEMAGREF / CIRAD / IRD / et partenaires (EGC : A. Perrier, Portugal, Maroc) - Projet dans Climwat (Assessing and managing the impact of climate change on coastal groundwater resources and dependent ecosystems) : pour l’analyse des conséquences des changements climatiques sur le bilan hydrique et le drainage vers les aquifères (test sur 150 ans, de 1950 à 2100) avec diverses répartitions de cultures et de couverts.

Exécutable sous windows, notices et exemples disponibles en téléchargement :

Voir les documents à télécharger ci-après

Autre lien :

www6.inra.fr/basc/Recherche/Modeles/BILHYNA

Voir aussi

Personne E., Perrier A., Tuzet A., Zurfluh O., Jabbour B., 2007. Bilhyna energy and water balance biophysical model for a field and regional approach. In: International Conference on Continental Biosphere " Water cycle and vegetation: Analysis and prospective", Perrier, A. (coord.), INRA, AgroParisTech, AFEID, CNRS, INSU, Paris (FRA), 27-30/08/2007 p. 98 (abstract).

Meridja S., 2011. Approche biophysique des processus de développement et de croissance des couverts végétaux: Interaction avec le stress hydrique et optimisation des pratiques culturales en climats méditerranéens. Thèse de Doctorat, spécialité: Agronomie-Environnement, AgroParisTech ; UMR INRA AgroParisTech Environnement et Grandes Cultures de Grignon, soutenue le 27 septembre 2011, 179 p.

Documents à télécharger