Vincent RIVALLAND

PUBLICATIONS ET COMMUNICATIONS SCIENTIFIQUES :

Thèse

Rivalland, Vincent. Amélioration et validation du modèle de fonctionnement de la végétation ISBA-A-gs: stress hydrique et flux de CO2. Thèse de doctorat (27 novembre 2003), Centre National de Recherche Météorologique ; Météo-France, Université Paul Sabatier - TOULOUSE III. 
texte au format PDF

Articles publiés dans des revues de rang A

Rivalland V., Calvet J.-C., Berbigier P., Brunet Y. and Granier A., 2004. Transpiration and CO2 fluxes of a pine forest: modelling the undergrowth effect. Annales Geophysicae, 23 : 291-304.

Calvet J.-C., Rivalland V., Picon-Cochard C. and Guehl J.M., 2004. Modelling forest transpiration and CO2 fluxes. Response to soil moisture stress. Agricultural and Forest Meteorology, 124: 143-156.

Publications dans des revues avec comité de lecture

Mougin E., Proisy C., Lopes A., Ducrot D., Rivalland V., Marty G., Dufrêne E., Le Dantec V., Souyris J.C., Adragna F., Horn R.: Radar Remote Sensing of a Mixed Deciduous Temperate Forest: Results and Perspectives. Second International Workshop on Retrieval of Bio- and Geo-Physical Parameters from SAR Data for Land Applications Workshop ESTEC-ESA, Noordwijk, Netherlands, 21-23 October 1998.

Hadria R., Olioso A., Duchemin B., Ruget F., Weiss M., Rivalland V., Guérif M., Lahrouni A., Chehbouni A. : Spatialization of sowing date and nitrogen supplies by combining remote sensed leaf area index and a crop simulation model. The case of durum wheat in the Alpilles test area (South-east of France). Poster. The 2nd International Symposium on Recent Advances in Quantitative Remote Sensing: RAQRS'II, Valencia, Spain, 25-29 September 2006.

Rivalland V., Olioso A., Claverie M., Weiss M., Demarty J., Baret F., 2006: Neural Net Techniques Used to Estimate Temporal and High Resolution Canopy Biophysical Variables from 3 Remote Sensing Data Sources. Poster. The 2nd International Symposium on Recent Advances in Quantitative Remote Sensing: RAQRS'II, Valencia, Spain, 25-29 September 2006.

Communications orales et poster

Al Bithar A., Rivalland V.,  Dedieu G., Menaut J.C., Chibaudel P., Boulet G. : Coupled modelling of surfaces at landscape scales. Symposium “ Spatial landscape modelling: from dynamique to functional evaluations”, Toulouse, France, 3-5 June 2008.

Demarty J., Olioso A., Marloie O., Rivalland V. : Etalonnage et validation du modèle ISBA-A-gs à l'aide d'une méthode stochastique et multicritère. Application à l'échelle locale dans un contexte de télédétection. Ateliers de Modélisation de l’Atmosphère, Météo-France, Toulouse, France, 29-30 Novembre 2004.

Olioso A., Rivalland V. .Simulation spatialisée des échanges d’énergie et de masse d’une petite région agricole au moyen de modèles TSVA et de données de télédétection moyenne résolution. Ateliers CCT Désagrégation spatiale et temporelle en observation de la terre, OMP, Toulouse, France, 16 Juin 2005.

Olioso A., Rivalland V., Inoue Y., Ortega-Farias S., Jacob F., Wigneron J.-P. : Validation 1D et 2D de ISBA au moyen de mesures in situ et de mesures de télédétection. Ateliers de Modélisation de l’Atmosphère, Météo-France, Toulouse, France, 29-30 Novembre 2004.

Rivalland V., Calvet J.-C. ISBA-A-gs: nouveaux développements. Poster. Ateliers de Modélisation de l’Atmosphère, Météo-France, Toulouse, France, 17-19 Décembre 2002.

Rivalland V., Calvet J.-C. : Développement d'un modèle de végétation interactive à l'échelle du couvert ISBA-A-gs. 4emeJournées Ecologie Fonctionnelles, Gourdon, France, 5-8 mars 2002.

Calvet J.-C., Brunet Y., Granier A., Guehl JM., Picon-Cochard C. Forest Water Stress Modelling : Comparison with Long-Term Micrometeorological Observations. EGS XXVII General Assembly, Nice, France, 21-26 April 2002.

Rivalland V., Calvet J.-C., Gibelin A.-L., Soussana J.-F., Ruget F. .Plant response to the environment fertility : a simple parameterisation for SVAT modelling. EGU II General Assembly, Vienna, Austria, 24-29 april 2005.

Rivalland V., Demarty J., Olioso A. : Etalonnage et validation du modèle ISBA-A-gs à l’aide d’une méthode stochastique et multicritère. Poster. Ateliers de Modélisation de l’Atmosphère, Météo-France, Toulouse, France, 29-30 Novembre 2004.

Rivalland V., Demarty, J.; Olioso, A.; Weiss, M.; Rossello, P.; Jacob, F.; Inoue, Y.; Baret, F. . Evapotranspiration Monitoring Using Remote Sensing Measurements Assimilated in a SVAT Model. EGU II General Assembly, Vienna, Austria, 24-29 april 2005.

Rivalland V., Moreaux G., Chanzy A. : Poster Presentation of SMOS Soils Moisture Retrieval Software (Version 3), recent developments at Noveltis. 7th SMOS Cal/Val Workshop, ESA-ESRIN, Frascati, Italy, 29-31 October 2007.

ENCADREMENT DE STAGES :

INRA :

2005 – Martin Claverie – Stage Fin Ingénieur
(ESAP - Ecole supérieure d’Agriculture de Purpan)
Sujet : utilisation d’images de télédétection spatiale pour le suivi de l’indice de surface foliaire des cultures.

CESBIO :

2006 –Henine Hocine - Stage M2 Recherche
(Université Pierre et Marie Curie, Ecole des Mines de Paris & Ecole Nationale de Genie Rural des Eaux et Forets)
Sujet : Couplage entre modèles hydrologiques

2006 – Guillaume Thirel -Stage M2 Recherche
(Ecole d’ingénieur MATMECA Modélisation Mathématique et Mécanique – Master 2 Recherche Ingénierie Mathématique, Université Bordeaux 1.)
Sujet : Préparation de SEVE V0: Modélisation de la distribution latérale de l’humidité et couplage avec les transferts verticaux.

2008 –Julien Boulon - Stage M2 Recherche
(Université Bordeaux 1, Sciences et Technologies UFR de Sciences Biologiques)
Sujet : Modélisation des agrosystèmes : dynamique de la végétation, flux de carbone, d’eau et d’énergie.

2008 –Abidine Elamari -Stage M2 Fin Ingénieur
(Ecole nationale de la Météorologie, Toulouse)
Sujet : Optimisation multi objectifs et multicritères des paramètres de deux modèles SVAT appliqué à des données semi-arides – Comparaison.

CURRICULUM VITAE

+ Enseignement : Math-Info (à l’UPS), Hydraulique et  Mécanique des fluides (à l’ESAP)

FORMATION UNIVERSITAIRE

• 2000 : DEA : Université Paris VI - INA-PG, Paris (75)
  Þ Fonctionnement Physique, Chimique et Biologique de la Biosphère Continentale

Secourisme : AFPS, CFAPSE, BNSSA
Service National effectué comme sous officier au 27eme CT de Grenoble (1999)
Centres d'intérêt : sports de plein air, montagne

ACTIVITE AU CESBIO

Ingénieur de Recherche CNRS de l’Equipe Modélisation éco-hydrologique des surfaces au CESBIO

Je suis en charge de l’animation scientifique et du développement informatique de deux projets de modélisation des surfaces :

- le projet SEVE, modélisation 3D du fonctionnement du paysage
- Développement d’un modèle 1D couplant un SVAT à un modèle de culture dans le cadre du projet SudOuest.

Enfin :
- Intercomparaison de modèles SVAT mono et bi-sources dans le cadre du projet SudMed en collaboration avec l’IRD.

Thématiques de recherche :

Mots clefs : agronomie, télédétection, modélisation, schéma de surface, surfaces continentales, dynamique de végétation, bioclimatologie, transfert radiatif, bilans d’énergie, bilans de carbone, réseaux de neurones, désagrégation, spatialisation.
-----------------------------
La compréhension et la modélisation des processus de fonctionnement de la biosphère sont en partie abordées par la communauté scientifique pour répondre à deux questions importantes :
- Quel rôle joue la biosphère continentale dans le système climatique et le bilan hydrique des surfaces continentales ?
- Comment évoluera-t-elle en réponse au changement climatique et aux activités humaines ?

C’est dans ce cadre que se sont organisées mes activités de recherche. J’ai pu particulièrement étudier les processus d'échanges d'énergie, d'eau et de CO2 entre les écosystèmes terrestres et l'atmosphère, au travers d’études expérimentales et de la modélisation. Une part notable de mon travail de thèse a été consacrée aux écosystèmes forestiers dans le cadre du projet EUROFLUX.

Ces questions sont d'autant plus importantes que la vapeur d'eau et le CO2 sont les deux principaux gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère suceptibles de modifier le climat. Ces deux gaz s'avèrent étroitement liés au fonctionnement de la végétation naturelle ou agricole. En effet, sur les 6,3 milliards de tonnes de carbone rejetées annuellement dans l'atmosphère par les activités anthropiques sous forme de CO2, un quart environ est réabsorbé par les écosystèmes terrestres grâce au mécanisme de photosynthèse et d’immobilisation de la matière organique dans les sols (Schimel, 2001). L'activité de la végétation, notamment à travers l'extraction racinaire et l'évaporation foliaire, joue également un rôle essentiel dans le bilan hydrique des surfaces continentales par son impact sur les flux d’eau latéraux et verticaux. Il est important de noter que les mécanismes d'assimilation du CO2 et de transpiration des plantes sont des processus liés par le contrôle stomatique. Par ailleurs, l'intensité de ces échanges est fortement conditionnée par les transferts d'énergie, par absorption de la lumière et par convection. Ces points indiquent qu'il existe un couplage fort entre les bilans d'énergie, d'eau et de carbone au sein des écosystèmes, intervenant de l'échelle de la feuille à celle du couvert. Ainsi, l'étude des échanges d'eau et de CO2 entre les écosystèmes terrestres et l'atmosphère est essentielle à la compréhension et à la modélisation des interactions entre la biosphère, le climat physique et l'hydrologie.

Soulignons que ces études doivent être abordées à différentes échelles spatiales (de la feuille à la région) et différentes échelles temporelles (de l'évènement micro-météorologique aux évolutions climatiques). A l'échelle spatiale la plus fine, l'expérimentation reste un outil indispensable de préalable à la modélisation. Quand il s'agit de modéliser le couvert, la parcelle ou le paysage, l'utilisation de l'information de télédétection devient indispensable car elle permet d'accéder, à de larges échelles, à un grand nombre de variables biophysiques utiles à la modélisation (Inoue and Olioso, 2004).

Mes travaux de thèse au CNRM m’ont permis de me concentrer sur les mécanismes à l’échelle de la feuille et locale. Lors de ces 3 années je me suis familiarisé à la modélisation dite de Transfert entre le Sol, la Végétation et l’Atmosphère (TSVA). Notamment par l’application et la validation locale du modèle ISBA-Ags de Météo-France (Intéraction entre le Sol, la Biosphère et l’Atmosphère) auquel j’ai contribué au dévelopement et validation de nouveaux modules.

Mon Post-doc à l’INRA d’Avignon m’a permis d’appréhender la modélisation et le traitement de l’information issue de la télédétection à l’échelle régionale, au travers d’une zone agricole méditerranéenne de 5 km×5 km (Campagne Alpilles ReSeDA, 1997).  Les travaux réalisés au cours de ce séjour ont été :

- Calibration multi-objective des paramètres clefs du modèle (approche MCIP, Demarty et al. 2004).
- Estimation des variables biophysiques de surface par inversion de modèles au moyen de réseaux de neurones (LAI, fCover)
- Modélisation spatialisée des flux de surface avec ISBA.
- Travail de désagrégation de type statistique sur des données basse résolution (réflectances VIS/PIR, Indices de Végétation) théoriques (aggrégation de données hautes résolution). Détermination de l’impact sur la modélisation saptialisée des flux de surface.

Mon Post-doc au CESBIO m’a permis de glisser vers le projet de modélisation SEVE (Sol Eau Vegetation Energie) pour finalement assumer une partie de la gestion de projet.

Références bibliographiques :

Demarty J., Ottlé C., François C., Braud. I, Frangi J.P., Bastidas L. and Gupta H.V., Using a multiobjective sensitivity analysis to calibrate the SiSPAT-RS model, Journal of Hydrology, 287, 214-236, 2004
Inoue, Y. and Olioso, A., 2004. Synergistic Linkage Between Remote Sensing and Biophysical Models for Estimating Ecophysiological and Ecosystem Process. Journal of The Remote Sensing Society of Japan, 24:1-17.
Schimel, D.S., 2001. Recent patterns and mechanisms of carbon exchange by terrestrial ecosystems. Nature, 414:169-172.