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Agence Nationale de la Recherche (France) 2013

MIXMOD-E Régionalisation et suivi multi-échelle de l’évaporation du sol à partir des données actuellement disponibles et d’une approche de modélisation mixte

Evaporation Sol

Agence Nationale de la Recherche (France)

Titre : MIXMOD-E Régionalisation et suivi multi-échelle de l’évaporation du sol à partir des données actuellement disponibles et d’une approche de modélisation mixte

Région : Dryland

Référence projet : ANR-13-JS06-0003

Date : Début et durée septembre 2013 - 48 mois

Programme ANR : JCJC - SIMI 6 - Système Terre, environnement, risques (JCJC SIMI 6) 2013

Contexte
Les prévisions agronomiques, hydrologiques, météorologiques et climatiques s’appuient sur notre capacité à représenter avec précision le processus d’évaporation du sol (E), qui est la condition limite du sol et de l’atmosphère. Pour une grande variété d’applications, l’E devrait être modélisée sur des zones étendues à des échelles multiples.
De nombreux modèles de l’E ont été développés depuis les années 60. Les modèles mécanistes à bases théoriques ont été très utiles pour comprendre et décrire les processus physiques contrôlant l’E tels que le drainage gravitaire, les remontées capillaires, la diffusion de vapeur, et l’interaction avec la limitation évaporatoire atmosphérique. Leur régionalisation a cependant été un défi notoire à cause de la non disponibilité et la grande incertitude des propriétés hydrauliques des sols sur des zones étendues ( 100 m – 100 km) et le manque de données à ces échelles. Des modèles simplifiés ont généralement été utilisés aux différentes échelles d’application, mais leur régionalisation s’est fondée sur des relations empiriques ou ad hoc avec les propriétés hydrauliques ou la texture des sols. Aujourd’hui, aucune des formulations existantes de l’E n’a été validée dans des conditions de sol et d’interface sol-atmosphère variées, et il n’existe pas de consensus sur le meilleur moyen de paramétrer E. Le développement rapide des réseaux de mesures locaux, régionaux et globaux (e.g. Ameriflux, GHGEurope) permet désormais l’avènement de modèles améliorés.

Objectifs
L’objectif de cette proposition est de combler la lacune sur la représentation de l’E en développant un modèle phénoménologique (intermédiaire entre théorie et expérience) original 1) qui est valide dans des conditions de sol et d’interface sol-atmosphère variées tout en s’appuyant sur les données disponibles aux échelles d’application et 2) qui peut être couplé aux données spatiales actuellement disponibles de couverture végétale, de température de surface, et d’humidité du sol.

Descriptif
Les différentes étapes seront 1) de développer un modèle de l’E basé sur la texture des sols et de le comparer à des modèles état-de-l’art 2) d’examiner trois approches (mécaniste, basée sur les données, mathématique) afin d’évaluer quantitativement l’impact du profil d’humidité et de l’état de surface des sols sur l’E, 3) de mettre en œuvre le nouveau modèle dans un schéma de désagrégation basée sur le thermique de l’humidité SMOS/SMAP et de valider l’E estimée à haute résolution ( 100 m) à partir de mesures in situ collectées dans des conditions pédo-hydro-climatiques variées au Chili, en Espagne, en France, et au Maroc, et 4) de mettre en œuvre le nouveau modèle dans les schémas de surface du CNRM (ISBA/SURFEX) et de l’ECMWF (H-TESSEL) et de valider l’E simulée à grande échelle à partir des estimations de télédétection (précédemment validées à haute résolution avec les mesures in situ) agrégées aux résolutions correspondantes.

Coordinateur : Olivier MERLIN (Université Paul Sabatier - Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère)

Partenaires  : UPS - CESBIO Université Paul Sabatier - Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère

Financement Aide de l’ANR : 219 048 euros

Présentation : ANR

Page publiée le 6 septembre 2015, mise à jour le 20 novembre 2017