La fonction de transport implique de déterminer les différentes longueurs des biefs du réseau hydrographique. Nous avons en effet défini le nombre de réservoirs comme une fonction de la longueur du bief (cf. B3-32). Les différentes longueurs (illustrées sur les figures C2-3, C2-4, C2-5) sont calculées lors de l’extraction des différentes unités du découpage de l’espace. Les rejets des stations d’épuration constituent une entrée directe de flux d’azote dans les biefs concernés. Comme les rejets des stations d’épuration ne sont pas suivis en continu, nous utilisons les caractéristiques des stations pour estimer le flux de base. On pose comme hypothèse que les rendements épuratoires disponibles sont représentatifs du fonctionnement de la station durant l’année et que le nombre d’équivalents-habitants raccordés est lui aussi constant durant l’année. L’équation C2-1 permet de définir un flux moyen journalier pour chaque rejet ponctuel. Dans l’état actuel de développement du modèle, ce flux moyen est considéré constant durant l’année.
Fm = (1 - RN) * EH * MA Équation C2-1
Avec Fm : flux moyen journalier (kg/j), RN : rendement épuratoire de la station sur le paramètre Azote Kjeldahl (SATESE), EH : nombre d’Equivalent-habitants raccordés et MA : valeur caractéristique de l’Equivalent-Habitant en matières azotées (15 g d’azote/hab/j). La valeur caractéristique MA, calculée sur l’ensemble des analyses réalisées par le SATESE et par les gestionnaires de stations correspond à la moyenne française utilisée dans le dimensionnement des ouvrages (AIF, 1993).
Seules les stations d’épuration qui contribuent aux écoulements sont prises en compte (cf. B2−1). On ne tient donc pas compte des stations de St Vincent de Barbeyrargues sur le bassin
du Salaison et de Cournonsec sur le bassin de la Vène dont les effluents se perdent avant de parvenir au réseau hydrographique.
Station
d’épuration Bassin Equivalent-Habitants
Charge entrante (kg/j) Rendement épuratoire (en %) Charge sortante (kg/j) Charge sortante (kg/h) Villeveyrac Pallas 1974 30 72 8 0.3 Montbazin Vène 2079 31 78 7 0.3 Gigean Vène 3530 53 75 13 0.6 St Aunes Salaison 22724 341 65 120 5 St Christol Dardaillon 1088 16 92 1 0.05 Verargues Dardaillon 394 6 14 5 0.21 Restinclieres Dardaillon 988 15 93 1 0.04
Lunel Viel Dardaillon 2920 44 84 7 0.3
Tableau C2-1: Estimation des charges sortant des stations d’épuration
On obtient donc un flux de base journalier de 8 kg sur le Pallas, de 20 kg sur le Vène, de 120 kg sur le Salaison et de 14 kg sur le Dardaillon. On en déduit les flux moyens horaires en supposant le flux constant durant la journée. Le déclenchement et l’arrêt de la crise sont déterminés sur chaque bassin à partir du flux de base précédemment calculé. On considère le seuil de 50 % au delà du flux de base comme limite de déclenchement et d’arrêt : soit 7.5 kg/h
La fonction de production nécessite l’acquisition de la surface des différents sous-bassins et l’estimation du stock d’azote N exprimé en kg/ha qui caractérise chaque réservoir « sous- bassin » du modèle (cf. B3-31). La surface des sous-bassins est obtenue lors de la procédure d’extraction.
Nous avons fait l’hypothèse que l’impact des surfaces agricoles est prépondérant sur les flux d’azote diffus exportés durant les épisodes pluvieux (cf. chap B3). Le stock d’azote va donc être fonction des types de surfaces agricoles que l’on rencontre sur le bassin.
En fonction des deux nomenclatures d’occupation du sol disponibles sur l’étang de l’Or et sur l’étang de Thau (cf. annexe 3A) et de la connaissance des pratiques culturales (cf. chapitre B1-21) on retient la nomenclature commune suivante :
• vignes ; • vergers ; • cultures d’hiver ; • cultures de printemps ; • melons ; • et salades.
Le calcul des surfaces de chacun de ces types à partir des nomenclatures disponibles repose sur les hypothèses suivantes :
• sur les bassins du Salaison et du Dardaillon, la classification issue de trois images satellitales permet de discriminer, à l’intérieur de la classe céréales, les cultures d’hiver et de printemps. Le bassin du Salaison est ainsi caractérisé par 2/3 de cultures d’hiver et 1/3 de cultures de printemps. On retrouve un rapport du même ordre sur le bassin du Dardaillon. La classification disponible sur Thau issue d’une seule image satellitale ne permet pas de discriminer ces deux types de cultures. En terme de calendrier et de doses apportées, la distinction nous semble pourtant importante. Pour valoriser cette information, on fait l’hypothèse que la répartition « cultures de printemps et d’hiver » sur les bassins de la Vène et du Pallas est du même ordre que sur le Salaison (2/3 des surfaces en céréales = cultures d’hiver et 1/3 = cultures de printemps).
• concernant le maraîchage, la classification sur Thau ne permet pas de discriminer les différents types de cultures. Sur l’Or, on distingue les cultures sous-abris et les cultures de plein champ. Mais cette distinction ne permet pas d’associer les pratiques culturales (salades avec 3 cycles par an et melons avec 1 cycle annuel) aux types de cultures extraits à partir des images. On fait donc l’hypothèse que ces deux types de cultures représentent chacune 50% des surfaces maraîchères identifiées sur les bassins d’étude.
On détermine ainsi le pourcentage de chaque type de culture sur les différents sous-bassins.
Tableau C2-2 : Pourcentage des cultures sur la surface totale agricole
Pallas Vène Salaison Dardaillon
Surface (km²) 52,00 67,00 52,63 42,81
Surface agricole (km²) 27,23 23,00 16,00 19,80
Vignes (% / surfaces agricoles) 56 61 45 50
Vergers (% /surfaces agricoles) 12 12 9 13
cultures de printemps (% / surfaces agricoles) 4 7 12 12
cultures d'hiver (% / surfaces agricoles) 4 7 24 17
Melons (% / surfaces agricoles) 12 7 5 4
La connaissance des types de cultures et des pratiques culturales permet de déterminer les dates d’apports d’azote, les masses concernées et la localisation de ces apports avec les fortes incertitudes liées au mode d’acquisition de ces données (enquêtes, images satellites). Dès son apport sur une culture, le stock d’azote évolue. Au stade actuel du développement du modèle, ce stock est représenté par une grandeur conceptuelle N qui nécessite une phase de calage au même titre que les paramètres F et T du modèle.
Le calage du stock d’azote N nécessite d’estimer une borne supérieure de son domaine de définition. En appliquant le mode de calcul défini dans le paragraphe C1-13 sur le Salaison en fonction de l’occupation du sol de chaque bassin, on obtient les valeurs figurées dans le tableau C2-3. Elles correspondent au stock d’azote disponible sur les bassins en supposant l’apport simultané de fertilisants sur toutes les cultures. Ces valeurs constituent donc une borne supérieure du stock d’azote sur chaque bassin.
Tableau C2-3 : Apport spécifique maximal en azote
Nous retenons, pour la phase de calage, une valeur moyenne de 30 kg/ha comme limite supérieure du domaine du stock N. Le domaine de définition de N est donc [0, 30] kg/ha.
C2-4. Conclusion
L’application du découpage de l’espace propre au modèle POL a nécessité un prétraitement du MNT disponible sur les bassins d’étude. Les différents sous-bassins correspondant aux nœuds du réseau pérenne de l’IGN (sources et confluences) et à la position des stations d’épuration sont extraits. Une procédure d’extraction automatique de ces unités fonctionnelles est réalisée dans l’environnement de programmation du SIG ARC-INFO.
A l’issue de cette procédure, on dispose, pour chaque unité, des différentes caractéristiques requises par le modèle :
• caractéristiques physiques : longueurs (biefs), surfaces (sous-bassins) ;
• caractéristiques anthropiques : occupation du sol (sous-bassins), rejets ponctuels (biefs). L’étape suivante du développement du modèle POL consiste en une confrontation entre données simulées et observées. L’objectif est maintenant de caler les paramètres F et T du modèle événementiel et le stock d’azote N à l’aide des crues échantillonnées et de vérifier l’aptitude du modèle à reproduire correctement les masses exportées et les durées de crise. Le protocole et les résultats obtenus lors du calage et de la vérification du modèle sont décrits dans le chapitre suivant.
Apport spécifique maximal (kg/ha)
Pallas 33
Vène 23
Salaison 25