Modélisation territoriale atmosphérique sur les typologies paysagères et changement d’échelle

Modélisation territoriale atmosphérique sur les typologies paysagères et changement d’échelle. Séminaire de clôture ANR ESCAPADE " Evaluation de scénarios sur la cascade de l'azote dans les paysages agricoles et modélisation territoriale"Les activités agricoles sont les principales sources d'ammoniac (NH 3) émis dans l'atmosphère (706 kt/an, CITEPA 2016). Les fortes concentrations et les taux élevés de dépôts secs et humides de NH 3 sur le sol et la végétation peuvent avoir un impact sur les écosystèmes sensibles situés à proximité des zones d'émissions. La grande variabilité spatiale des flux de NH 3 rend difficile la production de cartes de dépôts de NH 3 sur des échelles spatiales larges sans utiliser un grand nombre de mesures ou des modèles à haute résolution spatiale. Les impacts environnementaux des flux de NH 3 sur les écosystèmes peuvent varier selon le modèle de dispersion, de transfert et de dépôt utilisé. Nous avons comparé un modèle de panache gaussien (OPS-ST) permettant de simuler des pertes de NH 3 à l'échelle locale de quelques dizaines de mètres, avec un modèle eulérien (CHIMERE) utilisant des mailles cubiques (résolution horizontale typique de 1 à 5 km de côté) et fonctionnant à l'échelle territoriale (transfert et dépôts à des distances de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres de la zone d'émissions). Deux cas d'étude ont été construits pour comparer le comportement des deux modèles : le premier cas était complétement théorique et idéalisé et le second était adapté des typologies paysagères établies dans l'un des territoires du projet, celui du Blavet en Bretagne caractérisé par une forte activité d'élevage. Des scénarios ont été créés pour ces deux cas d'étude en modifiant la résolution spatiale des modèles (i.e. tailles des mailles), les conditions météorologiques, la localisation et l'intensité des émissions par les bâtiments d'élevage, ainsi que les occupations des sols agricoles (e.g. parcelles cultivées) ou semi-naturelles (e.g. forêts, prairies). Les résultats indiquent que la structure des deux modèles (i.e. hypothèses, formalismes), la résolution spatiale, la distribution spatiale des émissions et les occupations des sols ont généré des différences importantes dans les prédictions des concentrations et des dépôts spatialisés de NH 3 , alors que les dépôts moyens de NH 3 simulés par chacun des deux modèles sont relativement similaires sur un domaine de simulation donné. Il en résulte des répartitions spatiales des dépassements de charges critiques en NH 3 très différentes entre les deux modèles. Ces résultats mettent en évidence de manière quantitative que les modèles territoriaux utilisant de grandes mailles ne permettent pas de détecter les dépassements de charges critiques en NH 3 , en particulier dans les territoires avec des hot-spots d'émission de fortes intensités. Une des perspectives est d'intégrer les connaissances acquises avec les modèles fonctionnant à l'échelle locale dans les modèles territoriaux. a. Principes des modèles CHIMERE (mailles eulériennes) et OPS-ST (panache gaussien). b. Dépôts secs de NH 3 simulés avec les 2 modèles pour différentes résolutions spatiales. Dépôts secs NH 3 (kg NH