Volatilisation de l'ammoniac et des pesticides au champ : Analyse et modélisation de l'influence des propriétés et des conditions physiques de la surface à l'aide du modèle Volt'Air

Ammonia and pesticides volatilization from the field : Analysis and modeling of the influence of the surface physical properties and conditions with the Volt'Air model

• Auteur / Autrice : Lucas Garcia
• Direction : Pierre Cellier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pesticides

Ammoniac

Résumé

Les émissions d'ammoniac et de pesticides dans l'atmosphère sont principalement d'origine agricole. La présence de ces composés dans l'air est à l’origine de risques sanitaires pour les populations humaines, en raison d’expositions intenses sur de courtes durées (population agricole) ou de concentrations plus faibles sur des périodes prolongées. Leurs dépôts sur des écosystèmes non-cibles entraînent aussi de fortes perturbations sur le milieu physique (eutrophisation, acidification…) et les espèces présentes (destruction ou fragilisation de la chaîne trophique). La volatilisation d'ammoniac et de pesticides intervient dès l'apport de l'intrant sur la surface agricole et dure en général entre quelques jours et quelques semaines selon le composé et les conditions pédoclimatiques rencontrées. Une composante principale du flux de volatilisation est la disponibilité du composé sous forme gazeuse à l'interface du sol avec l'atmosphère. Nous avons utilisé et amélioré le modèle de volatilisation d'ammoniac et de pesticides Volt'Air afin d'affiner la représentation de cette surface et son l'influence sur les processus élémentaires de la volatilisation selon sa nature et les conditions physiques auxquelles elle est soumise. Nous nous sommes d'abord assurés de la capacité de Volt'Air à décrire les conditions d'une surface agricole nue pour des échelles de temps et d’espace appropriées à la modélisation de la volatilisation. Nous avons ensuite conceptualisé en modélisation la couche de Produits Résiduaires Organiques (PRO) en surface, ce pour quoi nous avons été amenés à décrire spécifiquement les propriétés hydrauliques des PRO pour prendre en compte leur effet sur les transferts d'eau, de chaleur et de composé. De plus, la modélisation de l'hétérogénéité de l'apport a montré l'opérationnalité de Volt'Air en ce qui concerne l’évaluation des techniques de réduction des émissions d'ammoniac. Enfin, la description suffisamment précise des conditions de surface a permis d’inclure la description d’un nouvel équilibre d'adsorption des pesticides en phase gazeuse sur la matrice minérale du sol, équilibre observé principalement pour des conditions de sol sec : inspiré des connaissances les plus récentes sur les composés organiques, cet équilibre dépend en effet des conditions de température et d'humidité du sol. La confrontation avec des données expérimentales a montré que chacun de ces développements spécifiques améliorait notablement l'estimation des flux de volatilisation par rapport à la version précédente de Volt'Air, lors d'un épandage d’un lisier bovin pour la couche de PRO et lors d’une application de trifluraline sur sol nu pour l’adsorption.