Soumis par assosefa le jeu 04/06/2020 - 14:44
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Résumé

Contexte

Le sujet de thèse s’inscrit dans le contexte général de la contamination avérée de nombreux compartiments environnementaux par les pesticides utilisés en agriculture. En ce qui concerne les ressources en eau, de nombreux captages présentent des teneurs trop élevées et sont classés à risques. Le plan gouvernemental ECOPHYTO vise à remédier à cette situation en recherchant une réduction d’usage et d’impact des pesticides. Des méthodes de diagnostic de type pression-impacts sont nécessaires tant pour identifier les situations à risques que pour évaluer de nouvelles stratégies agronomiques et d’aménagement paysager limitant l’usage et la dispersion des impacts. Des approches de modélisation mécanistes sont développées depuis plusieurs années à cet effet pour simuler à différentes échelles, parcelle, bassin versant, territoire, l’impact de systèmes de cultures et l’implantation de zones tampons (bandes enherbées, fossés, haies) sur la dispersion des pesticides et la contamination des ressources en air, sol et eau. Ces approches complètent les approches par indicateurs en permettant une analyse plus approfondie de la relation pression-impact (quantification des niveaux et dynamiques temporelles de contamination, prise en compte d’effets seuils et d’interactions complexes entre processus de dispersion, approche explicite des différents impacts des systèmes de cultures). Elles permettent aussi une analyse de leur précision par comparaison avec des observations issues de situations de référence. Ces avantages ont toutefois leur contrepartie : complexité de la modélisation, difficulté de paramétrage et temps de calcul. De ce fait les applications de ces modélisations sont assez peu nombreuses. L’analyse de leur performance au plan du diagnostic de la relation pression-impact est actuellement insuffisante et leur mise en oeuvre opérationnelle est fortement limitée aux équipes qui les développent et disposent des moyens de calcul adaptés. Cette situation est assez générale pour les modèles de transfert de pesticides à l’échelle paysagère, et en particulier pour les modélisations de nature hydrologique. L’enjeu socio-économique central de ce projet de thèse est de disposer d’une démarche de modélisation du transfert hydrologique des pesticides en bassin versant agricole, qui soit adaptée aux données couramment disponibles pour la paramétrage d’une modélisation paysagère et présente des temps de calculs limités. Cet enjeu concerne d’une part les organismes et bureaux d’études effectuant des diagnostics de la relation pression-impact dans des situations à risque de contamination des ressources en eau (p.ex. aires de captages d’eau potable) et tous les agronomes recherchant des stratégies de gestion agricole territoriale permettant de limiter les impacts des pesticides épandus. L’enjeu scientifique correspondant est, d’une part, d’évaluer la performance d’une modélisation paysagère mécaniste du transfert de pesticides en situation de données limitantes et, d’autre part, de rechercher une forme mathématique simplifiée de la modélisation par méta-modélisation sur la base d’un grand jeu de données d’entrées/sorties de modèles qui permette de limiter fortement ses temps calculs sans dégrader sa capacité prédictive.

 

Objectifs de la thèse

Dans le contexte précédent, le projet de thèse vise à

  1. évaluer un modèle hydrologique de transfert des pesticides, MHYDAS-Pesticides, développé au sein de l’UMR LISAH, dans des conditions optimales, à partir des données long terme de l’observatoire OMERE,
  2. évaluer les possibilités d’usage de MHYDAS-Pesticides en contexte de données réduites, en fonction de différents objectifs de modélisation et
  3. construire et tester un format numérique simplifié du modèle MHYDAS-Pesticides pour différentes configurations paysagères et pédoclimatiques par des techniques de métamodélisation.
Type d'offre