Validations ` a l’´ echelle horaire

etaient repr´esentatives d’une zone ´etendue. La zone contribuant aux flux mesur´es sur le site 7 (ou footprint) a ´et´e ´etudi´ee parBsaibes(2007) et correspond bien aux 9 points de mesures neutroniques de la d´epression de Roujan que nous avons utilis´es pour le calage d’HYDRUS sur ce site. Aussi, en premi`ere approximation, les simulations HYDRUS correspondant `a ces 9 points de mesures ont ´et´e agr´eg´ees avant de les comparer aux mesures d’ETR.

3.5.1 Validations `a l’´echelle horaire

Les comparaisons horaires ont ´et´e effectues en consid´erant seulement les heures diurnes (entre 6 UTC et 19 UTC) sur toute la p´eriode de simulation. Ces comparaisons ont montr´e des r´esultats satisfaisants, avec un RMSE de 44 W.m⁻² pour le Site 6 et un RMSE de 35 W.m⁻² pour le site 7. Sur la figure3.14 repr´esentant ces validations, on observe une l´eg`ere sous-estimation des valeurs ´elev´ees d’ETR simul´ees avec une pente de 0.93 et un offset de 7.2 W.m<sup>−2</sup> sur le Site 6. Sur le site 7 on observe au contraire une l´eg`ere surestimation sur toutes les valeurs d’ETR simul´ees avec une pente de 1.06 et et offset de 7 W.m⁻². Sur les deux sites, de fortes corr´elations ont ´et´e trouv´ees, quantifi´ees par les coefficient de corr´elations de 0.85 et de 0.91 pour le sites 6 et 7 respectivement. Ces r´esultats montrent la bonne qualit´e des relations obtenues entre les ETR horaires simul´ees et mesur´ees, qui sont dans l’ordre de grandeur des validations obtenues par d’autres auteurs sur des simulations en parcelle de vigne (Ortega-Farias et al.,2007)). Malgr´e ces r´esultats encourageant un aspect `a ne pas n´egliger est l’importante dispersion autour de la droite 1:1 des valeurs d’ETR (en consid´erant les bornes ´etablies par les r´egressions des tol´erances sur la mesure en rouge), ceux-ci nous indique que s’il y a bien une tendance g´en´erale `a bien estimer les ETR `a partir des simulations HYDRUS-1D, un important nombre d’ETR horaires sont mal simul´ees. Cette dispersion ´

etait pr´evisible du fait de la longueur de la p´eriode de simulation, plus de 400 jours englobant le cycle complet de la vigne et donc toutes les situations possibles du syst`eme sol-plante atmosph`ere.

3.5 Comparaison des ETR simul´ees par HYDRUS-1D avec celles mesur´ees par covariances turbulentes

(a) Site 6

(b) site 7

Fig. 3.14: Validation des ETR horaires diurnes simul´ees par le mod`ele HYDRUS-1D avec les ETR obtenues par covariances turbulentes sur le Site 6 (a) et sur le site 7 (b). Le trait continu repr´esente la droite de r´egression, les traits en pointill´es repr´esentent les r´egressions des tol´erances maximales et minimales des mesures d’ETR par covariances turbulentes.

3. ESTIMATIONS LOCALES DU STATUT HYDRIQUE

Pour essayer de comprendre cette dispersion, une analyse par heure de la journ´ee a ´et´e r´ealis´e sur les 2 sites pour tenter de comprendre `a quel moment de la journ´ee les ETR simul´ees par HYDRUS ´etaient les plus proches des mesures par covariances turbulentes. Le tableau 3.2 r´esume le r´esultat de cette analyse dans laquelle la pente, l’offset, le coefficient de corr´elation, les RMSE et RRMSE ont ´et´e calcul´es pour toutes les heures de la journ´ee. Ce tableau nous montre que les simulations HYDRUS sont plus proches des mesures entre 8 et 17 heures pour le Site 6 et entre 9 et 19 heures pour le site 7. Le mod`ele simule donc mal les ETR aux heures du lever du soleil et au coucher du soleil ce type d’incertitudes, au moment des p´eriodes d’inversion est classique mais ne concerne que des p´eriodes o`u le rayonnement net, et donc les flux convectifs sont faibles. Sur le Site 6 ce ph´enom`ene est visible `a partir de 17 heures parce que sur ce site, la validation inclu un nombre important de valeurs pendant la p´eriode d’hiver et d’automne ou les journ´ees sont plus courtes avec un coucher de soleil fluctuant entre 17 et 19 heures. Comme on verra dans la section suivante, ces mauvaises simulations ont une influence mineure sur l’ETR journali`ere puisque les valeurs d’ETR pendant ces heures sont le plus souvent tr`es faibles.

Sites→ Site 6 site 7

Heure Pente Offset R RMSE RRMSE Pente Offset R RMSE RRMSE (W.m⁻2) (W.m⁻2) (%) (W.m⁻2) (W.m⁻2) (%) 6 0.67 6.4 0.54 17 133 1.29 2.1 0.84 22 152 7 1.23 8.3 0.81 29 86 1.13 3.7 0.79 30 137 8 1.15 15.6 0.86 40 64 1.16 7.3 0.78 39 121 9 1.11 21.3 0.86 49 56 1.24 11.8 0.94 35 63 10 1.09 15.9 0.84 54 49 1.1 19.7 0.87 44 60 11 1.01 14 0.84 53 43 1.1 20.2 0.81 54 52 12 0.90 16.5 0.82 54 41 1.05 21.6 0.87 43 38 13 0.86 14.0 0.83 51 40 1.22 3.5 0.92 41 33 14 0.84 9.6 0.85 48 41 1.3 -23 0.92 38 28 15 0.85 3.6 0.84 44 44 1.21 -11.7 0.93 35 26 16 0.76 4.9 0.83 44 55 1.06 -5.9 0.94 28 22 17 0.72 -0.3 0.85 34 64 1.07 -9.6 0.96 23 19 18 0.56 1.5 0.76 30 98 0.92 -1.6 0.95 24 22 19 0.28 1.8 0.55 22 176 0.99 -0.8 0.97 17 18

Tab.3.2: ´Evaluation de la pente, offset, coefficient de corr´elation (R), RMSE et RRMSE sur les r´egressions des validations selon l’heure de la journ´ee pour le Site 6 et 7.

3.5 Comparaison des ETR simul´ees par HYDRUS-1D avec celles mesur´ees par covariances turbulentes

Fig. 3.15: Comparaison de l’ETR simul´ee par HYDRUS-1D avec l’ETR mesur´ee par covariances turbulentes sur une p´eriode `a forte contrainte hydrique sur le site 7.

Les r´esultats de l’analyse horaire n’expliquent pas compl`etement la dispersion ob-serv´ee sur la figure3.14. Ceci nous a amen´e `a r´ealiser une deuxi`eme analyse temporelle, en fonction des p´eriodes de l’ann´ee, en lien avec le d´eveloppement de la vigne. Cette analyse sera pr´esent´e dans une section sp´ecifiquement d´edi´ee (§3.5.3).

Un dernier aspect analys´e `a partir des valeurs des simulations horaires concerne la r´egulation stomatique de la vigne. Comme il ´etait annonc´e au chapitre 2 (§2.3.3.2), le mod`ele HYDRUS-1D ne tient pas en compte des ph´enom`enes physiologiques lors d’une contrainte hydrique s´ev`ere, en particulier la r´egulation stomatique. Pour tenter de voir cet effet nous avons s´electionn´e une p´eriode de temps o`u la condition hydrique a ´et´e particuli`erement contraignante pour la vigne, ce qui a ´et´e d´emontr´e par les mesures de flux par covariances turbulentes visibles sur les figures 3.5a et 3.6a de la section pr´ec´edente o`u le flux de chaleur latente diminue durant l’apr`es-midi du 15 septembre 2007. Lorsqu’on visualise la figure3.15on peut retrouver ce ph´enom`ene sur la courbe des ETR mesur´ees par covariances turbulentes. Entretemps les ETR simul´ees par HYDRUS ont une forme plus sym´etrique entre matin et apr`es midi ce qui correspond bien `a l’absence de consid´eration de la r´egulation stomatique. Il faut quand mˆeme signaler que le mod`ele sous-estime la mesure `a cette date.

3. ESTIMATIONS LOCALES DU STATUT HYDRIQUE