Description

L’érosion éolienne est le résultat de la mise en mouvement des agrégats constitutifs du sol sous l’action du vent. Elle est à l’origine chaque année de l’émission de millions de tonnes d’aérosols (les aérosols terrigènes plus couramment appelés aérosols désertiques) dans l’atmosphère. Dans les zones où ils sont émis (principalement les régions arides et semi-arides du globe), ces aérosols représentent une perte en nutriments pour les sols dont ils sont issus. A l’échelle des parcelles agricoles, cette baisse de la fertilité des sols peut entrainer une diminution des rendements agricoles.

Compte tenu de l'impact substantiel que l’érosion exerce sur la santé des sols, la prévention de l'érosion des sols est l'un des huit objectifs spécifiques du plan de mise en œuvre de la mission élaborée par la Commission Européenne. Ainsi, grâce à une approche multi-processus imbriquée, le projet EUROSION (European Soil Erosion Monitoring and Modelling Network for Sustainable Agricultural Land Management ; https://eurosion.eu/), dans le cadre duquel est financée cette thèse, vise à développer un système dynamique paneuropéen de surveillance de l'érosion des sols pour évaluer l'état et les tendances de l'érosion des sols à différentes échelles spatiales et temporelles afin de proposer et promouvoir de meilleures pratiques de gestion auprès des gestionnaires de terres agricoles et des décideurs pour réduire l'érosion des sols.

Évaluer l'état et les tendances de l'érosion éolienne des sols à travers différentes échelles spatiales et temporelles nécessite de passer par des outils de modélisation numérique. Différents types d’approche existent pour modéliser, voire quantifier, l’érosion éolienne. Parmi ces approches, on peut citer les modèles à bases physiques dont celui développé par le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques, le Dust Production Model (DPM, Marticorena and Bergametti, 1995), qui permet de simuler les flux d’érosion éolienne et d’émission d’aérosols désertiques associés. A l’heure actuelle, ce modèle, développé à l’origine pour les régions arides, ne permet pas de faire des bilans de masse à l’échelle de la parcelle ni de prendre en compte les impacts de l’agriculture sur la capacité d’un sol à s’éroder sous l’action du vent. C’est pourquoi l’objectif de cette thèse va être d’adapter le DPM à la représentation et la quantification de l’érosion éolienne à l’échelle des parcelles agricoles. Pour ce faire, l’étudiant·e recruté·e pourra s’appuyer, dans un premier temps, sur la littérature et les nombreuses mesures réalisées en soufflerie et sur le terrain pour développer les paramétrisations nécessaires à l’adaptation du modèle. Dans un second temps, l’évaluation du modèle développé pourra être réalisée grâce aux mesures mises en œuvre dans le cadre du projet EUROSION sur des parcelles agricoles dans des milieux pédoclimatiques variés.

Compétences requises

La/Le candidat·e devra être titulaire d'un Master 2 recherche dans un domaine en lien avec les sciences de l'environnement. Elle/il devra également avoir des bases en programmation informatique et en traitement analyse de données. La/Le candidat·e devra également savoir travailler en équipe. Des compétences rédactionnelles et de présentation seront également appréciées.

Bibliographie

Marticorena, B., & Bergametti, G. (1995). Modeling the atmospheric dust cycle: 1. Design of a soil-derived dust emission scheme. Journal of Geophysical Research, 100(D8), 16415–16430.
Sterk, G., Herrmann, L., & Bationo, A. (1996). Wind-blown nutrient transport and soil productivity changes in southwest Niger. Land Degradation & Development, 7(4), 325–335.
Zhao, A., Ryder, C. L., & Wilcox, L. J. (2022). How well do the CMIP6 models simulate dust aerosols? Atmospheric Chemistry and Physics, 22(3), 2095–2119.

Mots clés

modélisation numérique, érosion éolienne, pratiques agricoles