Thèse dirigée par Valérie Viaud, UMR "Sol, Agro et hydrosystème, Spatialisation" (SAS) 

Spécialité : Statistique/Modélisation en écologie, géosciences, agronomie et alimentation

Résumé

L'ammoniac (NH3) a un impact sur la qualité de l'air et les écosystèmes, principalement dû à l'agriculture. Les prairies pâturées sont responsables d'environ 10 à 20 % des émissions de NH3, bien que ce chiffre soit incertain en raison du manque de données de terrain. Ce manque de données entrave la compréhension des processus mis en jeu et leur représentation dans les modèles atmosphériques et les inventaires. Cette thèse vise à combler cette lacune grâce à quatre années de mesure à haute-résolution des échanges de NH3 dans une prairie pâturée du nord-ouest de la France. Les flux mesurés ont montré une forte variabilité, influencée par la conduite du troupeau, les conditions météorologiques et les interactions entre le sol et la végétation, révélant la complexité et les incertitudes des mesures. Le facteur d'émission du troupeau a été estimé à 6,5 g de NH3 -N par vache et par jour de pâturage, mais varie fortement d'un pâturage à l'autre. Ces résultats ont permis d'adapter et d’améliorer un modèle mécaniste (GAG pour Generation of Ammonia from Grazing en anglais) en y représentant plus finement les interactions entre le sol, les plantes, les animaux et l'atmosphère. Des simulations pluriannuelles ont permis d'étendre la simulation au-delà des campagnes de mesure et d’obtenir un facteur d'émission annuel proche du facteur d’émission estimé sur la base des mesures. L’ensemble de ces résultats soulignent l'importance, pour les modèles atmosphériques, d'intégrer les facteurs météorologiques, biogéochimiques et de conduite du troupeau. Des mesures continues à haute résolution sont essentielles pour comprendre et capturer les complexités et les incertitudes des émissions de NH3 liées au pâturage, et pour affiner leur modélisation mécaniste.

Mots clés : Pâturage, ammoniac, mesure, modélisation mécaniste, incertitudes