Transferts entre hydrosphère et atmosphère

Ce module traite des mécanismes de transferts entre l’atmosphère et l’eau, le sol ou le végétal. L’objectif est de comprendre et formaliser les échanges qui surviennent à l’interface entre ces deux milieux et de se donner les moyens pour les quantifier et pour élaborer des indicateurs d’aide à la décision. Il concerne des échelles allant de quelques hectares à une centaine de km2.

 

Objectifs

À l’issue de ce module, vous serez capable :

  • de définir les principaux mécanismes de transfert entre l’atmosphère et le sol, l’hydrosphère ou le végétal,
  • d’identifier les données requises pour effectuer un bilan d’énergie sur une parcelle,
  • de quantifier l’évapotranspiration (par le biais de modèles simples notamment) et pouvoir déterminer ainsi les besoins en eau des plantes,
  • d’évaluer l’impact du paysage (relief, masses d’eau, végétaux) sur le climat local,
  • de réaliser un diagnostic du recueil et analyse de données à la définition.

Démarche pédagogique

Le module est structuré autour des notions de gestion quantitative de l’eau à une échelle locale et d’analyse de la variabilité climatique à une échelle fine. L’étude de ces deux notions centrales est précédée d’une présentation des connaissances de base nécessaires à l’étude des transferts à l’interface hydrosphère/atmosphère et se prolonge par des applications qui intègrent l’ensemble des concepts et termes étudiées précédemment.

Prérequis

Ce module suppose que plusieurs notions de base de la physique (notion de flux par exemple) et un minimum de connaissances sur le fonctionnement agronomique des plantes soient acquises.

Contenu pédagogique

Partie 1 - les états de l’eau dans l’atmosphère

  • Physique de l’air humide
  • Hydrologie - précipitations

Partie 2 - mécanismes de transfert à l’interface hydrosphère/sol/plante - atmosphère

  • Échanges radiatifs
  • Échanges conductifs et convectifs d’indicateurs.

Partie 3 - évapotranspiration

  • Définition
  • Estimation : méthodes directes et méthodes indirectes
  • Détermination des besoins en eau d’une culture

Partie 4 - climatologie locale

  • Caractéristiques du relief
  • Caractéristiques de surface
  • Interactions entre le milieu et le climat local

Partie 5 - traitement de données climatiques à des fins prévisionnelles

  • Données pertinentes
  • Principe de quelques capteurs
  • Traitement statistique des données
  • Indices agronomiques
  • Démarche de diagnostic

Partie 6 - applications par grands domaines

  • Gestion de l’eau à la parcelle
  • Variabilité spatiale du climat (terroirs viticoles, serre...).

Auteur(s)

  • Hervé NICOLAS

    Professeur, directeur du laboratoire de physique des surfaces naturelles, génie rural et spatialisation numérique,

    Agrocampus Ouest, département sciences de l’ingénieur

  • Pierre-Emmanuel BOURNET

    Maître de conférences,

    Agrocampus Ouest, département génie agronomique

  • Hervé QUÉNOL

    Chargé de recherche CNRS,

    Université Rennes 2, laboratoire COSTEL

  • Gérard CHASSERIAUX

    Professeur, responsable du département génie agronomique,
    Agrocampus Ouest