1. À propos de cet exercice
- Niveau : Intermédiaire
- Durée : 2h00
- Logiciel : QGIS (testé sur version 3.40)
- Notions et outils abordés :
- Créer des fichiers CSVT
- Combiner des fichiers vecteurs
- Créer des fichiers raster
- Auteur : Romain Armand
- Dernière mise à jour : Novembre 2025
2. Contexte
Des modèles tels que STICS permettent d’intégrer un grand nombre de facteurs naturels et anthropiques afin de prévoir des variables agricoles et environnementales (appelées « variables de sortie »)
STICS est ainsi capable d’estimer de manière quotidienne des flux tels que les flux de nitrates. Néanmoins, cette approche implique d’intégrer un grand nombre de variables (sol, plante, météo, fertilisation). L’échelle de modélisation est ponctuelle et correspond à une station d’observation ou une parcelle agricole.
Ce TD a pour objectif de vous introduire à la spatialisation des variables de sorties calculées par STICS. Il s’agit d’une approche simplifiée qui vise à comprendre l’approche utilisée pour spatialiser des données prédites par un modèle 1D tel que STICS. Dans le cadre de cette approche simplifiée, on se limitera à 2 facteurs :
- le type de culture
- l’épaisseur du sol
3. Travail attendu
3.1 Consignes
Il vous est demandé de spatialiser les flux de nitrates émis par la base du profil du sol et pouvant ensuite contaminer les nappes phréatiques en percolant vers la profondeur.
Pour ce faire, vous disposez d’estimations du flux de nitrates émis par des parcelles de colza (modérément demandeur en azote) et de maïs (fortement demandeur en azote). Les flux sont estimés sur des intervalles de 2 semaines.
Deux épaisseurs de sol sont prises en considération : un sol d’épaisseur intermédiaire (env. 80 cm) et un sol très épais (env. 3 m). Le postulat est que plus le sol est épais, plus il est susceptible de tamponner les flux d’azote vers la profondeur.
Il existe donc 4 cas de figures (4 couples sols / culture) décrits sur la figure ci-dessous :
3.2 Documents à produire
- 1 raster de 5 m de résolution qui représente le flux d’azote en kg NO3– /ha en hiver
- 1 raster de 5 m de résolution qui représente le flux d’azote en kg NO3– /ha en été
Réalisez une mise en page avec les 2 rasters côte à côte.
4. Environnement de travail
4.1 Jeu de données
Pensez à explorer les données avant de vous lancer dans le traitement !
Notez bien que les flux de nitrates sont exprimés en kg NO3–/ ha / 2 semaines.
4.3 Métadonnées
Complétez le tableau Excel comportant les métadonnées.
5. Analyse des données
5.1 – Pré-traitement sur Excel
5.2 – Création des couples sols – cultures
5.3 – Spatialisation des flux et quantités de nitrates
6. Pour aller plus loin
Vous pouvez consulter ces documents du PIREN Seine où des spatialisations de modélisation STICS ont été réalisées sur l’ensemble du bassin hydrographique de la Seine :
- La chaîne de modélisation sur le continuum Seine (4 pages)
- 30 ans de recherche en environnement sur le bassin de la Seine
Exemple de modélisation spatialisée réalisée dans le cadre du PIREN Seine