mini SEVE : couplage de modèle 1D-2D-3D

Auteurs : Al Bitar Ahmad, Vincent Rivalland , Gilles Boulet

Description :

Le modèle présenté ici, qui n’est autre que le couplage dans les 4 dimensions de modèles déjà existant, a été réalisé dans l’objectif de devenir un démonstrateur. Le but étant de mettre en place un modèle mécaniste à même de simuler une grande part des processus couplés impliqués dans le cycle de l’eau, du carbone et de l’azote.

Le couplage des différents modèles, chacun associés à des processus privilégiés du sol, de l’interface sol-végétation-atmosphère et du transfert radiatif a été réalisé au moyen d’un coupleur de façon modulaire. Le travail a été réalisé pour coller au contexte expérimental particulier du site de SAADA (Oranger au Maroc). En l’état la modélisation couplée n’est donc absolument pas transposable à un site plus complexe.

Historique :
A partir de 2007, dans le cadre du projet SEVE, les modèles SVAT SISPAT (Braud et al., 1995), BIGFLOW (Ababou and Bagtzoglou, 1993) et HEAT1D (Boone Aaron, 2000) ont été couplés au moyen du coupleur Open-PALM (Buis et al., 2005) pour tenter de reproduire dans les 4 dimensions les flux d’eau et d’énergie d’un site expérimental constitué d’un arbre (oranger) isolé dans une plantation au Maroc. A ce stade, le forçage climatique est imposé ainsi que la structure foliaire de l’arbre.

En 2009, pour répondre aux besoins exprimés par la préparation de la mission MISTIGRI. Un  couplage avec le modèle DART a été mis en place afin de mieux prendre en compte la géométrie de la maquette et notamment simuler les différentes températures (sol, végétation) de la scène affectées par les ombres portées et la diffusion autour de l’arbre. Sans perdre de vue le bilan hydrique de la scène, nous avons affiné la résolution spatiale du bilan d’énergie.

Cette modélisation couplée est encore en développement. Le principal frein étant la calibration des paramètres et les données de validation.

Travaux relatifs :
Groupe de travail SEVE 2006 – 2008 : Albitar et al. 2009
Préparation MISTIGRI, maintenant THIRTY
Stage CNES 2010 : (Jacob, 2010)
Stage CNES 2011: (Dubois, 2011)

Langage de programmation : Fortran, C++

Diffusion : Non
Etat : En développement

 

Références bibliographiqes :

Ababou, R. and Bagtzoglou, A.C., 1993. BIGFLOW: A numerical code for simulating flow in variably saturated, heterogeneous geologic media. Theory and users manaual, Version 1.1, Nuclear Regulatory Commission, Washington, DC (United States). Div. of Regulatory Applications; CEA Centre dEtudes de Saclay, 91-Gif-sur-Yvette (France); Southwest Research Inst., San Antonio, TX (United States). Center for Nuclear Waste Regulatory Analyses.

Boone Aaron, 2000. Modélisation des processus hydrologiques dans le schéma de surface ISBA: Inclusion d'un réservoir hydrologique, du gel et modélisation de la neige. Doctorat Thesis, Université Paul Sabatier, Toulouse III, 252 pp.

Braud, I., Dantas-Antonino, A.C., Vauclin, M., Thony, J.-L. and Ruelle, P., 1995. A Simple Soil-Plant-Atmosphere Transfer model (SiSPAT): development and field verification. Journal of Hydrology, 166: 213-250.

Buis, S., Piacentini A. and Déclat D., 2005. PALM: A Computational framework for assembling high performance computing applications. . Concurrency Computat.: Pract. Exper., 18(2): 247-262.

Dubois, Q., 2011. Simulation 4D de la température. Préparation à la mission spatiale MISTIGRI, Rapport de PFE, ENSEIRB MATMECA Bordeaux.

Jacob, G., 2010. Simulation 4D de la température et de l'humidité, Préparation de MISTIGRI, Rapport de PFE, INP Toulouse-ENSEEHT.