Modélisation physique des transferts dans l'environnement

VD 01‐10‐2021 Bruno Cheviron

Modélisation physique des transferts dans l'environnementEau, chaleur, solutés, sédiments... philosophie...

Vendredi Découverte ‐ 01 octobre 2021

Bruno ChevironContact : [email protected]


NAPPE

SOL

PLANTE

AIR

RUISSEAU, RAVINE

[1] Transferts entre éléments du paysage

Rétroactions flux‐milieuQuantité‐qualité des fluxPropriétés émergentes

1 ‐ Cadre physique et conceptuel de mes activités

Flux vers une parcelle

Flux vers le réseau

Flux entre parcellesFlux vers le sol

Flux vers la nappe

Flux vers l'atmosphère


Flux dans le réseau

Flux en zone urbaine


NAPPE

SOL

PLANTE

AIR

RUISSEAU, RAVINE

1 m ‐ 1 km10 m

1 m

1 m ‐ 10 m

10 m ‐ 10 km

10 cm ‐ 10 m


Rétroactions flux‐milieuQuantité‐qualité des fluxPropriétés émergentes[2] Echelles des flux physiques

Echelles d'espaceEchelles de temps





Flux vers la nappe






NAPPE

SOL

PLANTE

AIR

RUISSEAU, RAVINE

1 m ‐ 1 km10 m

1 m

1 m ‐ 10 m

10 m ‐ 10 km

10 cm ‐ 10 m



Echelles d'espaceEchelles de temps[3] Flux de savoirs entre contextes

PluridisciplinairesMéthodologiques[4] Savoirs exportables

Transdisciplinaires





Flux vers la nappe




Flux de savoir entre contextes

Savoirs exportables



NAPPE

SOL

PLANTE

AIR

RUISSEAU, RAVINE

1 m ‐ 1 km10 m

1 m

1 m ‐ 10 m

10 m ‐ 10 km

10 cm ‐ 10 m



Echelles d'espaceEchelles de temps[3] Flux de savoirs entre contextes

PluridisciplinairesMéthodologiques[4] Savoirs exportables

Transdisciplinaires[5] Inclinaisons et appétences

Appétences‐compétencesChoix de thématiques, choix de carrière





Flux vers la nappe





Savoirs exportables



NAPPE

SOL

PLANTE

AIR

RUISSEAU, RAVINE

1 m ‐ 1 km10 m

1 m

1 m ‐ 10 m

10 m ‐ 10 km

10 cm ‐ 10 m


Rétroactions flux‐milieu quels contrôles ?Quantité‐qualité des flux quelle empreinte ?Propriétés émergentes quelle gestion ?[2] Echelles des flux physiques

Echelles d'espace quel territoire ?Echelles de temps quelle commande ?[3] Flux de savoirs entre contextes

Pluridisciplinaires quelle recherche‐action ?Méthodologiques quels savoirs préserver ?[4] Savoirs exportables

Transdisciplinaires quels paradigmes choisir ?[5] Inclinaisons et appétences

Appétences‐compétences quelles attentes ?Choix de thématiques, choix de carrière

1 ‐ Cadre physique et conceptuel de mes activités questions sociétales




Flux vers la nappe





Savoirs exportables



Insertion dans le collectif

Parcours Périodes Lieux Thèses Publis Projets Thématiques Appétences, fils rouges

THESE 2004 Paris SorbonneUMR METIS 3

Basket‐ballCompétition1991‐2012

POST‐DOC 1 2006‐2007 INRAE GrignonUMR Ecosys 1

POST‐DOC 2 2008‐2009 INRAE MontpellierUMR LISAH 1 6

CDD 1 2009‐2010 BRGM Orléans 1 2

CDD 2 2011 INRAE LyonUR RiverLy 1 1

CR2CR1 HDRConcours DR2

2012201720212021

INRAE MontpellierUMR G‐EAU

8[3 CIFRE]

+4 prévues[2 CIFRE]

~20

6Budget géré

1.2 M€CDD gérés210 mois

2 ‐ CV Scientifique : thématiques, encadrement, portage, animation


3 ‐ Organisation de mes activités, dans un bassin versant thématique

Bassin versant Thématiques

Organisation de mes activités dans un bassin versant thématique



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol

Géophysique : thermo. des flux d'eau


3 ‐ Organisation de mes activités, dans un bassin versant thématique[1] Physique du sol

Géophysique : thermo. des flux d'eau Solutés : scénarios, pollutions diffuses

NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

PLANTE

AIR



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie

Histoire : filiation entre modèles



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie

Histoire : filiation entre modèlesAnalyse : déterminants des choix



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie


[3] Erosion

Echelle locale : impact des gouttes



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie


[3] Erosion

Echelle locale : impact des gouttesEchelle parcelle : déplacement de sol



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

SOLEauSolutés

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie


[3] Erosion

Echelle locale : impact des gouttesEchelle parcelle : déplacement de solEchelle régionale : exports fluviatiles



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

EvapotranspirationEau

Azote SOLEauSolutés

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie


[3] Erosion


[4] Irrigation

Développement du modèle Optirrig



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE



EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie


[3] Erosion


[4] Irrigation

Développement du modèle OptirrigFlux de savoirs vers Optirrig



NAPPE

RUISSEAU, RAVINE



EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

[1] Physique du sol


[2] Hydrologie


[3] Erosion


[4] Irrigation

Développement du modèle OptirrigFlux de savoirs vers Optirrig

[5] Animation

Modèles Eau & AgricultureMéthodes transverses


NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

EauAzote SOLEau

SolutésEau

Chaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

4 ‐ Insertion dans le collectif : périmètres de mes activités

Evapotranspiration

Equipe OPTIMISTE

6/11


NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

EauAzote SOLEau

SolutésEau

Chaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR


Evapotranspiration

Equipe OPTIMISTE

Réseau "Eau et Agriculture"

8/11

6/11


Equipe OPTIMISTE

Réseau "Eau et Agriculture"

Département AQUA

NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

EauAzote SOLEau

SolutésEau

Chaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR


Evapotranspiration

8/11

9/11

6/11

Périmètre "naturel"


5 ‐ Discussions HDR Rédaction dossier DR Projet

JURY



JURYRAPPORT DE SOUTENANCE



RAPPORT DE SOUTENANCE

(Discours de la) Méthode ‐ Implication ‐ (Prise de) PositionAvant‐garde Commande sociétale

TransfertVulgarisation

Implication et rôle sociétal des chercheurs




Histoire des sciences physiquesdes écoulements à surface libre

Reconnaissance d'un "projet parallèle"... et d'une certaine philosophie

RogerMoussa



Projet à détailler pour le dossier DRPriorisation des perspectives

Equilibre théorique vs. appliqué



[1] Développements d'Optirrig

Technique, tactique, thématiquesLogique collaborative, inviter des spécialistes

[2] Contributions directes : coder

Méthodes géophysiques pour les flux d'eauTravaux sur la RU du sol et les solutésMaths de l'optimisation (réseau REUSE)

[3] Contributions indirectes : superviser

Intégrer/initier les travaux d'OPTIMISTESuperviser les élargissements thématiques Promouvoir l'upscaling pluridisciplinaire

[4] Proposition pour l'Institut : création d'un simulateur de périmètre irrigué

Couplage Optirrig‐OpenFLUID‐Télédétection(UMR G‐EAU ‐ UMR LISAH ‐ UMR TETIS)

NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

EauAzote SOLEau

SolutésEau

Chaleur

PLANTE

AIR

6 ‐ Projet Flux de savoirs vers Optirrig

Modèles physiques et conceptuels

Animations (Optimiste, G‐EAU, Eau & Agriculture, AQUA)

Evapotranspiration


NAPPE

RUISSEAU, RAVINE

EauAzote SOL

EauChaleur

EauSédiments

PLANTE

AIR

Flux de savoirs vers Optirrig



Evapotranspiration

[1] Ecoulements à surface libre

Méthodo (histoire, analyse) et lois de friction

[2] Idée : montage d'un projet européen pluridisciplinaire sur l'érosion agricole

Impact des gouttes (méca. des fluides)Ruissellement et érosion (hydro.)Agrégation à l'échelle de la parcelle (agro.)

[3] Export de sédiments fluviatiles

Lois débit‐concentration plus "physiques"

[4] Thèses "îlots de fraicheur urbains"

(i) Thermodynamique, (ii) Irrigation asservie (iii) Systèmes dynamiques et REUSE

[5] Méthodes thermiques (exploratoires)

Identifier la position du front d'évaporation

6 ‐ Projet





Chronologie des développements (t)

Disciplines

Principe d'organisationd'ensemble...

à faire émerger !

Recensement de l'historique des modèles Identification des filiations et ponts disciplinaires

(1) Hydrologie quantitativeEcoulements à surface libre, irrigation, infiltration dans les sols, hydrogéologie

(2) Hydrologie qualitativeEcotoxicologie, pollution diffuse, fertilisation et solutés

Eaux potables ou non conventionnelles, contextes urbains

(3) Modèles de culture et de végétationCultures pour la production agricole

Adventices, couverts végétaux gérés ou naturels

(4) Processus décisionnelsDécision agricole ou des gestionnaires de la ressource

Simulation sociale, multi-agents et processus de concertation

(5) Outil de représentation des territoiresModélisation spatialement distribuée (processus et décision)

Propriétés émergentes, approches intégrées, pluridisciplinaires

Périmètres‐ Equipe OPTIMISTE‐ UMR G‐EAU ‐ Eau & Agriculture‐ AQUA

6 ‐ Projet





Périmètres‐ Equipe OPTIMISTE‐ UMR G‐EAU ‐ Eau & Agriculture‐ AQUA(1) Positionnement dans le plan (L,T)

Identification des proximités d'échelle

(2) Disciplines Identification des proximités thématiques

(3) Complémentarités Proximité(s) + compatibilités structurelles, tactiques

(4) Recensement et pérennité des savoirs Gestion des risques associés aux départs en retraite

(5) Identification des "trous dans la raquette" Suggestions pour combler les manques

Taille du domaine (L)

Recensement analytique des modèlesIdentification des complémentarité d'échelles et thématiques

Pério

de simulée

(T)

Modèled'irrigation

Modèle fin de flux de solutés

Simulateur de périmètre irrigué (à construire)

Carluer, Cheviron et al. (2021) Recensement des modèles

Pari Scientifique AQUA

Modèle de processus décisionnels

Complémentarité possible

Projet RECMOD

6 ‐ Projet


Merci de votre attention


Annexes








Documents

Modélisation physique des transferts dans l'environnement