Partie IV. Cartographie des risques de tassement des sols français
IV.1. Méthodologie
IV.1.2. Paramétrage du modèle STICS pour la cartographie des risques de tassement
Le calcul des teneurs en eau journalières, pour l'ensemble des UTSI, est réalisé avec le modèle STICS
pendant une année culturale complète. Les simulations sont indépendantes et initialisées chaque année
afin d'éviter un éventuel biais sur le calcul des teneurs en eau journalières au bout de trente ans. Nous
effectuons donc trente initialisations pour trente années simulées au total.
Le paramétrage de STICS nécessite de renseigner les paramètres décrits dans le tableau 46 et
correspondant à quatre ensembles de paramètres ou de données :
- les paramètres d’entrée "sols" : le Tableau 46 précise la modalité d’estimation de ces
paramètres et la valeur prise lorsque cette valeur est unique :
i. certains paramètres sont fixés à une valeur unique, soit parce qu'ils sont
difficiles à estimer pour tous les sols, soit parce qu'ils influencent peu les calculs
des risques de tassement des sols à l'échelle nationale ;
ii. d’autres correspondent à des activations de fonctions optionnelles (seule la
fonction permettant la prise en compte de la macroporosité a été activée) ;
iii. certains paramètres sont estimés par UTS (cf. partie III.2).
- les paramètres d'entrée "Itinéraires Techniques" : il s’agit ici de décrire les itinéraires
techniques des deux cultures étudiées, le blé tendre d'hiver et le maïs. Il y a donc deux jeux de
paramètres, un par culture. Nous avons choisi de réaliser les simulations sur l’ensemble des sols sans
tenir compte de l’occupation du sol réelle. En effet, celle-ci n’est pas connue avec précision,
notamment en termes de relation sol-occupation, et en plus elle évolue dans le temps. Les résultats
présentés devront donc être relativisés par rapport aux cartes d’occupation du sol pour les deux
cultures. Nous avons choisi de travailler sans irrigation. Les dates de semis et les dates de récolte
correspondent aux dates du tableau 9. Nous avons choisi un seul groupe variétal pour le blé tendre
d’hiver (correspondant à la variété Soissons, groupe de précocité moyenne) et deux groupes variétaux
pour le maïs (correspondant à la variété précoce Furio pour les régions 4, 5 et 8, et à la variété tardive
DK250 pour les autres régions).
- les données climatiques : elles correspondent aux données simulées par le modèle
ARPEGE sur l'ensemble du territoire pour les trois climats (climat actuel et deux climats futurs). Nous
ne disposons pas des données simulées pour la Corse. Nous n'avons donc pas pu calculer les teneurs en
eau journalières, ainsi que les risques de tassement, en Corse.
- les paramètres d’initialisation :
i. la densité racinaire initiale (densinitial) est à 0 puisque l’on commence les
simulations en sol nu,
ii. la quantité d’azote minéral du sol a été fixée à 0,
iii. les humidités initiales des horizons du sol (Hinitf) sont fixées à la teneur en eau
à la capacité au champ (HCCF) au 1er janvier pour le maïs et à la teneur en eau
au point de flétrissement (HMINF) au 15 août pour le blé tendre d’hiver.
iv. Les valeurs de la quantité d’azote nitrique du sol (NO3initf) varient avec la
profondeur, comme le décrit le tableau 45.
Blé d'hiver Maïs
0-30 cm 30 kg ha
-120 kg ha
-130-60 cm 25 kg ha
-115 kg ha
-160-90 cm 20 kg ha
-110 kg ha
-190-120 cm 20 kg ha
-110 kg ha
-1120-150 cm 20 kg ha
-110 kg ha
-1Azote nitrique présent dans le sol par horizon de
30 cm d'épaisseur
Tableau 45 : Masse d'azote nitrique présente initialement dans le sol par horizon de 30 cm d'épaisseur.
Les simulations du blé tendre d’hiver démarrent le 15 août de l’année n-1 et s’arrêtent à la récolte en
août de l’année n, alors que pour le maïs les simulations démarrent le 1er janvier de l’année n et
s’arrêtent à la récolte en octobre de l’année n. Une année culturale de blé tendre nécessite donc des
données climatiques pour deux années civiles alors qu’une seule année civile suffit pour le maïs. De ce
fait, les fréquences d'apparition d'un excès d'eau dans les sols sont calculées sur 29 années pour le blé,
et sur 30 années pour le maïs.
Norg Teneur en azote organique du premier horizon (% pondéral) 0,1
calc Teneur en CaCO3 du premier horizon (%) 0 si sol non carbonaté
20 si sol carbonaté
albedo Albédo du sol nu à l'état sec ( - ) 0,25
z0solnu Rugosité du sol nu (m) 0,01
q0 Limite d'évaporation de la phase potentielle d'évaporation du sol (mm) Estimé
zesx Profondeur maximale du sol affectée par l'évaporation (cm) Estimé
cfes Paramètre de décroissance de l'évaporation en fonction de la profondeur ( - ) Estimé
profhum Profondeur d'humification (cm) 30 si épaisseur du profil > 30
cm, sinon 10 cm
concseuil Concentration minimale du sol en NH4 (kg N ha-1 mm-1) 0
pH pH ( - ) 7
ruisolnu Fraction de la pluie ruisselée en conditions de sol nu (par rapport à la pluie totale) 0
obstarac Profondeur d'un obstacle à l’enracinement (cm) Profondeur du profil
coderemontca Activation des remontées capillaires Pas activé
capiljour Remontées capillaires (mm j-1) Pas activé
humcapil Teneur en eau minimale pour l'activation des remontées capillaires (g eau g sol-1) Pas activé
codedrainage Activation des calculs de drainage Pas activé
Ecartdrain Ecartement entre drains (cm) Pas activé
Ksol Conductivité hydraulique à saturation (cm j-1) Pas activé
Profdrain Profondeur des drains (cm) Pas activé
profimper Profondeur de l'horizon imperméable (cm) Pas activé
codecailloux Prise en compte des cailloux dans le bilan hydrique Pas activé
codemacropore Création d'un compartiment dans le bilan hydrique pour la macroporosité Activé
codefente Création d'un compartiment supplémentaire dans le bilan hydrique Pas activé
codenitrif Activation du calcul de la nitrification Pas activé
vpotdenit Vitesse potentielle de dénitrification (kg NO3 ha j-1 cm-1) 16
epc Epaisseur des horizons Estimé
HCCF Teneur en eau à la capacité au champ (g g-1) Estimé
HMINF Teneur en eau minimale exploitable par la plante (g g-1) Estimé
DAF Masse volumique (g cm-3) Estimé
infil Infiltrabilité à la base de chaque horizon (mm j-1) Estimé
epd Epaisseur de mélange de l'azote (cm) 10
cailloux Teneur volumique en cailloux (%) 0
typecailloux Type de cailloux : calcaires, graviers, silex, granits, autre 0
gpreco Numéro du groupe variétal à choisir dans le fichier Plante Estimé
iplt Jour julien de la date de semis Estimé
irecbutoir Jour julien de récolte Estimé
Jul, qté Jours et quantités d'eau apportées en cas d'irrigation (mm) Pas activé
Latitude Latitude de la station (degré) Données ARPEGE
Tmin Température minimale journalière (°C) Données ARPEGE
Tmax Température maximale journalière (°C) Données ARPEGE
Pluviométrie Pluviométrie journalière (mm) Données ARPEGE
Rg Rayonnement global journalier (MJ m-2 j-1) Données ARPEGE
Humair Humidité de l'air (de 0 à 1) Données ARPEGE
Vent Vitesse du vent (m s-1) Données ARPEGE
Hinitf Teneur en eau de chaque horizon au début de la simulation (% pondéral) Estimé
NO3initf Quantité d'azote nitrique de chaque horizon au début de la simulation (kg N ha-1) Estimé
densinitial Densité racinaire de chaque horizon (cm cm-3) 0
NH4initf Quantité d'azote minéral de chaque horizon au début de la simulation (kg ha-1) 0
Informations nécessaire pour le profil
Données d'entrée Itinéraire Technique
Informations nécessaires pour chaque horizon
Données d'entrée Sol
Paramètres d'initialisation Données Climat
Tableau 46 : Paramètres et données d’entrée du modèle STICS pour la cartographie des risques de tassement des sols
français
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