Le contrôle des émissions de N O par l'état structural des sols
Les sols agricoles représentent près de 66 % des émissions anthropiques de protoxyde d azote (N O), 3ème gaz responsable de l effet de serre additionnel. La variabilité des émissions mesurées au champ est élevée. La structure du sol impacte à la fois la production et le transport du N O dans le prof...
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| Autres auteurs: | , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Langue: | Français |
| Publié: |
2019.
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| Sujets: | |
| Accès en ligne: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2019ORLE2001_va.pdf http://www.theses.fr/2019ORLE2001/abes https://theses.hal.science/tel-02391030 |
| Note: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut national de la recherche agronomique (France). Centre de recherches (Orléans) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Christophe Guimbaud (Président du jury) ; Isabelle Cousin, Christophe Guimbaud, Josette Garnier, Pierre Renault, Catherine Hénault, Vincent Chaplot (Membre(s) du jury) ; Josette Garnier, Pierre Renault (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Effect of soil structural conditions on nitrous oxide emissions |
| Résumé: | Les sols agricoles représentent près de 66 % des émissions anthropiques de protoxyde d azote (N O), 3ème gaz responsable de l effet de serre additionnel. La variabilité des émissions mesurées au champ est élevée. La structure du sol impacte à la fois la production et le transport du N O dans le profil de sol. L objectif de cette thèse était de comprendre le rôle de l état structural du sol sur la variabilité spatiale des émissions de N O. La démarche utilisée associe deux types d expérimentations en laboratoire - à l échelle d un bac de 0,3 m x 0,1 m et sur une maquette de parcelle agricole de 10 m x 0,3 m en sol nu - à un travail de modélisation intégrant des processus physiques, chimiques et biologiques dans le profil de sol et le ruissellement, le tout à une résolution temporelle fine. Ce travail a mis en évidence une hiérarchie entre les processus de production et de transport, qui évolue avec le temps et les conditions environnementales : dans des conditions favorables à la dénitrification, la production de N O augmente avec la masse volumique en lien avec une augmentation de la part de porosité remplie d eau, jusqu à une certaine limite. Le modèle déterministe a montré que la dynamique de la pluie et du ruissellement associé modifie l intensité et la dynamique des émissions de N O, celles-ci étant plus tardives dans les zones avales recevant du ruissellement. Enfin, ce travail a confirmé la complexité du déterminisme des émissions de N O et a permis de souligner l intérêt de caractériser la structure du sol et les émissions à une haute résolution spatiale pour améliorer la qualité des modèles prédictifs. Agricultural soils account for 66 % of anthropogenic nitrous oxide emissions (N O), the 3rd greenhouse gas emitted from anthropogenic activities. N O emissions variability measured in-situ is quite high. Soil structure affects both N O production processes and N O movements through the soil profile. The main goal of this work was to understand the part of soil structure in soil N O spatial variability. Two kinds of laboratory experiments were designed: rainfall experiments on soil trays of 0.3 m x 0.1 m and on a 10 m x 0.3 m box with a slope. A modelling approach with a short time step was combined, involving representation of physical, chemical and biological soil processes as well as a representation of surface runoff.This work highlighted a hierarchy between N O production and N O transportation processes, which evolve with time and environmental conditions: under conditions that favor denitrification, N O production increases with soil bulk density due to an increase in the water-filled pore space, until a threshold limit. The deterministic modelling approach showed that rainfall dynamic and resulting runoff affect soil N O emissions, those emissions occurring later downslope. Finally, this work highlighted the complexity of soil N O emissions determinism and we pointed out that the description of soil structure at a high spatial resolution would be useful to improve modelling quality. |
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| Description: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut national de la recherche agronomique (France). Centre de recherches (Orléans) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Christophe Guimbaud (Président du jury) ; Isabelle Cousin, Christophe Guimbaud, Josette Garnier, Pierre Renault, Catherine Hénault, Vincent Chaplot (Membre(s) du jury) ; Josette Garnier, Pierre Renault (Rapporteur(s)) |
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