Variabilit´ e spatio-temporelle du stock hydrique sur les sites d’´ etude 108

d’´etude

Dans cette section nous analyserons l’´evolution temporelle du stock hydrique en consid´erant que les calages sont corrects mais avec une incertitude qui sera prise en compte dans l’analyse.

3.4.2.1 Sites La Peyne

L’´etude de la variabilit´e spatio-temporelle se fera en consid´erant les 150 cm premiers centim`etres des profils de sols, ´etant donn´e la forme des profils d’humidit´e obtenus (§2.3.3.4) et les observations des travaux pr´ec´edents (Bsaibes,2007;Trambouze,1996) qui ont montr´e que la majorit´e de l’absorption d’eau par le syst`eme racinaire de la vigne s’y produit. De plus la comparaison du stock hydrique entre sites devient plus coh´erente puisqu’en consid´erant les 150 premiers centim`etres, on ”normalise” les sols des chacun des sites en enlevant des horizons non conventionnels par exemple sur le site 1, il y a un horizon de mollasses endurcies qui pourrait biaiser les comparaisons. L’effet des nappes perch´ees et lui aussi r´eduit puisqu’on s’´eloigne de leur influence. De ce fait l’erreur mesur´ee (RMSE et RRMSE) et plus importante, le RRMSE augmente

3.4 Calage du mod`ele HYDRUS-1D

Fig.3.11: Erreur (RMSE) et erreur relative (RRMSE) du calage du mod`ele HYDRUS-1D sur tout les points de mesure selon la profondeur. Les lignes pointill´ees repr´esentent la valeur moyenne de l’erreur tout points confondus et les barres d’erreur, l’´ecart-type de l’erreur pour chaque profondeur.

3. ESTIMATIONS LOCALES DU STATUT HYDRIQUE

de 6 `a 9% sur le bassin versant de la Peyne et de 7 `a 15% sur la d´epression de Roujan (Site 6). En effet les horizons exclus de l’analyse (entre 150-250 cm) mais qui ont servi au calage (section pr´ec´edente), sont beaucoup moins variables en terme de quantit´e d’eau. Trois effets probablement souvent combin´es expliquent cette stabilit´e en profondeur. En premier lieu l’effet de l’absorption racinaire est moins important ce qui implique une faible variation de l’humidit´e, deuxi`emement sur les sites avec pr´esence de nappe permanente, il y a toujours une situation proche de la saturation donc des faibles variations dans le temps, ce qui est plus facile `a simuler, finalement, au cas contraire il y a sur certains sites des horizons endurcis o`u la quantit´e d’eau ne varie gu`ere pendant l’ann´ee et le mod`ele simule donc plus facilement. L’augmentation de l’erreur de calage lorsque l’on consid`ere une profondeur de 150 cm est plus importante sur la d´epression de Roujan (Site 6) puisque dans celle-ci il y a une importante pr´esence de nappes pendant toute l’ann´ee, en particulier sur les sites aw81 et aw83 qui correspondent `a de la friche et du bl´e respectivement. Dans ce contexte les variations sont donc plus fortes sur les 150 cm premiers centim`etres ce qui explique une augmentation de l’erreur plus importante.

Lorsque l’on observe les graphiques de la variabilit´e temporelle de l’erreur de calage sur les sites de la Peyne ainsi que sur ceux de la d´epression de Roujan, (figure3.12 et figure 3.13), on voit nettement que le calage du mod`ele est plus satisfaisant en 2008 qu’en 2007. Cette moins bonne qualit´e des simulations en 2007 est probablement due au fait que pour des raisons pratiques, l’installation des tubes neutroniques n’a pu avoir lieu qu’au d´ebut juillet 2007 ce qui ne nous a permis d’obtenir des profils d’humidit´e du sol mesur´ees pour l’initialisation des simulations HYDRUS-1D, en mars 2007. Un autre effet int´eressant que l’on peut observer dans les mˆemes figures, est que pendant l’hiver le mod`ele a enregistr´e une erreur de calage beaucoup moins importante. Ceci pourrait ˆetre expliqu´ee par le fait que pendant l’hiver, il y a une pr´esence de nappes plus importante due aux pr´ecipitations de la p´eriode automne-hiver, dans la plupart des sites, ce qui entraine `a une situation de saturation presque permanente des sols, plus facile `a simuler par HYDRUS-1D. Pendant le printemps-´et´e 2008, le calage est moins pr´ecis `a proximit´es des importantes pr´ecipitations du printemps 2008, moment o`u il y aurait les plus importantes variations du stock en eau en particulier.

Un dernier aspect visible sur les figures3.12et 3.13 concerne les points de mesure avec pr´esence de nappe, ceux-ci ´etant repr´esent´e en lignes pointill´es et les sites sans

3.4 Calage du mod`ele HYDRUS-1D

Fig. 3.12: ´Evolution du stock hydrique et ´evolution de l’erreur relative (RMSE rela-tif) sur 150 cm de profondeur pour tous les sites ”la Peyne” avec les chroniques de pr´ecipitations, durant toute la p´eriode de simulation. En pointill´es sont repr´esent´e les sites `a nappes (permanente ou intermittente).

3. ESTIMATIONS LOCALES DU STATUT HYDRIQUE

nappes en lignes continues. Les sites 4 et 5 ont une variabilit´e inf´erieure de leurs stocks hydriques du fait de la pr´esence permanente des nappes `a faible profondeur pendant toute l’ann´ee (§ 3.2.2). Le site 2 poss`ede la variabilit´e de stock hydrique plus impor-tante. Il s’agit d’un site avec une dynamique du niveau de nappe importante avec un rabattement tr`es rapide au printemps (§3.2.2), un sol extrˆemement caillouteux, `a faible capacit´e de stockage en eau, donc un site `a pr´edisposition au stress hydrique pendant les p´eriodes d’´et´e. Les sites 1, 3 et 7 ont un comportement similaire avec une impor-tante variabilit´e du stock hydrique entre l’´et´e et l’hiver, marqu´ee par un dess`echement tr`es important `a partir de la moit´e du printemps ce qui correspond `a la p´eriode de d´eveloppement maximal de la vigne. Le site 1 est un site `a capacit´e de stockage tr`es li-mit´ee du fait de ses textures majoritairement sableuses, ce qui lui conf`ere une condition de s´echeresse notable.

3.4.2.2 Site d´epression de Roujan (Site 6)

Les r´esultats des simulations des variations de stock hydrique sur les points de me-sure du Site 6 ont un comportement g´en´eral similaire `a celle obtenue sur les sites ”la Peyne”. On observe n´eanmoins une erreur relative du calage date par date sup´erieure, avec des valeurs pouvant monter jusqu’`a 35% pendant l’´et´e 2007. Ceci est probable-ment expliqu´e par des valeurs de stock hydrique inf´erieures car des textures `a moindre capacit´e de stock sont pr´esentes dans cette zone (moins argileuses). De plus, les sites friche et bl´e ont ´et´e moins bien simul´ees, ce qui engendre une augmentation g´en´erale de l’erreur du Site 6.

Sur le figure3.13on distingue clairement les sites friche (aw81) et bl´e (aw83) ont un comportement d’´evolution de stock hydrique diff´erents aux sites vignes. Cette diff´erence peut ˆetre attribu´ee aux diff´erences d’´evolution de la v´eg´etation (pr´esence de bl´e en hiver, r´ecolte du bl´e fin juin `a d´ebut juillet) ainsi qu’`a la moindre profondeur d’enracinement, par comparaison avec les vignes.

3.5 Comparaison des ETR simul´ees par HYDRUS-1D avec

celles mesur´ees par covariances turbulentes

Le mod`ele HYDRUS-1D devant in fine nous servir `a simuler les ETR `a l’´echelle parcellaire, prise comme indicateur de statut hydrique de la vigne, nous les comparons

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

Fig. 3.13: ´Evolution du stock hydrique et ´evolution de l’erreur relative (RMSE relatif) sur 150 cm de profondeur pour tous les points de mesure de la d´epression de Roujan (Site 6) avec les chroniques de pr´ecipitations, durant toute la p´eriode de simulation. En pointill´es sont repr´esent´e les parcelles `a nappes (permanente ou intermittente). La parcelle aw81 et aw83 correspondent `a de la friche et du bl´e.

3. ESTIMATIONS LOCALES DU STATUT HYDRIQUE

dans cette partie avec les ETR mesur´ees par covariances turbulentes. Rappelons que ces mesures des flux atmosph´eriques ont ´et´e conduites sur les sites 6 et 7. Les mesures sur le site 7, grande parcelle de vigne, ´etaient pour des raisons pratiques, occasionnelles. Les mesures sur le Site 6, ´etaient permanentes mais du fait de la hauteur de mesure (6.2 m) ´

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.