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Submitted on 3 Jun 2020
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BILJOU : un outil de simulation du bilan hydrique des forêts
André Granier, Vincent Badeau, Nathalie Bréda
To cite this version:
André Granier, Vincent Badeau, Nathalie Bréda. BILJOU : un outil de simulation du bilan hydrique des forêts. Colloque SEMEAU, Oct 2012, Clermont-Ferrand, France. 2012, Actes du colloque. �hal- 01267879�
BILJOU :
un outil de simulation du bilan hydrique des forêts
André Granier, Vincent Badeau, Nathalie Bréda agranier@nancy.inra.fr
UMR INRA-UHP Ecologie & écophysiologie forestières F-54280 Champenoux
Cadre général :
des besoins multiples
Pour le forestier : simuler et prévoir la disponibilité en eau des peuplements, notamment les sécheresses, pour :
- Optimiser l’adéquation entre climat+sol et la productivité ;
- Faire les choix raisonnés d’essences et de gestion en climat futur.
Verrou : la mesure non biaisée de la teneur eau du sol sur l’ensemble du profil racinaire (lourdeur, coût, variabilité spatiale…).
Déficit de pluie en Europe lors de l’été 2003
Le développement du modèle BILJOU, assorti d’un outil de simulation, vise à répondre à ces objectifs Pour les autres usagers :
- Evaluer la fourniture d’eau d’origine forestière ; - Evaluer des scénarios de gestion.
Verrou : difficulté voire impossibilité de la mesure
précipitations
pluie au sol
réserve
en eau du sol Transpiration
= f(ETP, LAI, stress)
Interception f(pluie, LAI) évaporation
sol et ss étage
= f(Ray_sol, stress)
Drainage (calcul résiduel) ruisselements
écoulements
Bilan hydrique : les fonctions du modèle
BILJOU
©précipitations
pluie au sol
réserve
en eau du sol Transpiration
= f(ETP, LAI, stress)
Interception f(pluie, LAI) évaporation
sol et ss étage
= f(Ray_sol, stress)
Drainage (calcul résiduel) ruisselements
écoulements
Bilan hydrique : les fonctions du modèle BILJOU
©0 5 10 15 20 25 30
interception pluie %
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Indice foliaire
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 T/PET
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
relative extractable water
REWc
LAI=8
LAI=4
Le bilan hydrique : à retenir
Importance majeure :
1. Des deux interfaces : sol-racines et feuilles- atmosphère
2. De la capacité de stockage du réservoir sol : sa réserve utile (RU : grandeur statique)
La modélisation permet de connaître à tout
moment (au pas de temps journalier) la réserve en eau du sol (R : grandeur dynamique)
couvert : indice foliaire
réserve utile
enracine -ment dé bourrement
chute feuilles
PARAMETRES
réserve du sol extractible flux journaliers :
transpiration, évapotranspiration, Psol drain age
indices de stress
(régulation des flux)
SORTIES
contenu en e au sol données clim.
fon ctions c a libré e s tra nspira tion
pluie sol phé n ologie dé fi cit hydrique
M ODELE
Climat journalier
pluie ETP :
rayonn em ent glo b al d éficit d aturation tem p érature
vent
ENTREES
couvert : indice foliaire
réserve utile
enracine -ment dé bourrement
chute feuilles
PARAMETRES
réserve du sol extractible flux journaliers :
transpiration, évapotranspiration, Psol drain age
indices de stress
(régulation des flux)
SORTIES
réserve du sol extractible flux journaliers :
transpiration, évapotranspiration, Psol drain age
indices de stress
(régulation des flux)
SORTIES
contenu en e au sol données clim.
fon ctions c a libré e s tra nspira tion
pluie sol phé n ologie dé fi cit hydrique
M ODELE
Climat journalier
pluie ETP :
rayonn em ent glo b al d éficit d aturation tem p érature
vent
ENTREES
Climat journalier
pluie ETP :
rayonn em ent glo b al d éficit d aturation tem p érature
vent
ENTREES
Climat journalier
pluie ETP :
rayonn em ent glo b al d éficit d aturation tem p érature
vent
ENTREES
La modélisation du bilan hydrique, une approche nécessaire :
- pour le diagnostic - pour la prévision
(Granier et al., 1999, Ecological Modelling)
Le modèle BILJOU
Le site web BILJOU : page d’accueil
https://appgeodb.nancy.inra.fr/biljou/
Un exemple de fiche didactique :
Un exemple de fiche didactique, suite:
Schéma d’une simulation
Chargement du fichier de données
météorologiques.
Le pas de temps est journalier
Renseignement des caractéristiques spécifiques au site : couvert forestier et sol
lancement de la simulation avec le
logiciel BILJOU®
Graphiques et fichiers issus de la simulation.
Ils sont récupérables par l’utilisateur
(téléchargements)
simulation
entrées sorties
fichier journalier fichier annuel
graphiques
Quelques applications
Niveaux de sécheresse, ici, le massif forestier
Forêts des pays des étangs
(N Bréda)
hêtre vs. sapin ou épicéa : intensité du stress hydrique
0 20 40 60 80 100 120
1950 1960 1970 1980 1990 2000
Evaluation de scénarios sylvicoles
Forêt de Hesse : drainage sous 5 scénarios de gestion
0 5 10 15 20 25
2003 2004 2005 2006 2007 2008
FLL FL FH FR R
drainage avril à octobre
m3/ha
Simulation des flux de drainage
Etat de la forêt en climat futur
Perspectives
• Journées de formation sur le bilan hydrique et à l’utilisation de l’outil
• Proposer des simulations spatialisées
• Améliorations : ajout d’un module de
simulation des excès d’eau, prise en compte des mélanges d’espèces…
