COMPOSANTE  SHOFM

UN MODELE D’ECOULEMENT EN ZONE NON-SATUREE SURMONTANT UNE NAPPE PEU PROFONDE (MUST)

1. Objectifs

Simuler l’évapotranspiration et le transfert vertical d’humidité dans la zone non-saturée en présence d’une nappe peu profonde.

2. Description

Le profil de la zone non-saturée du sol est schématisé par une zone racinaire et le sous-sol. La limite supérieure du modèle est la surface du sol et la limite inférieure est choisie juste en dessous de la surface de la nappe. La zone racinaire joue le rôle d’un réservoir dont l’eau est prélevée par les racines. La profondeur de la zone racinaire est constante au cours du temps.

Le transport vertical d’humidité à lieu à travers le sous-sol. Le processus d’écoulement transitoire est simulé par une suite de régimes permanents. Durant chaque pas de temps, l’écoulement est représenté par une combinaison de deux profils en régime permanent correspondants au flux à travers la limite supérieure et la limite inférieure du sous-sol. Cette approche diffère de celles de nombreux autres modèles de transport dans la zone non-saturée en ce qu’elle ne simule pas les flux en détail. Les pas de temps sont de l’ordre du jour et la distribution exacte de l’humidité dans le sol n’est pas calculée. Cette approche plus grossière est généralement acceptable, compte tenu de la précision des données concernant la physique des sols et de leur hétérogénéité horizontale. Elle permet au modèle MUST d’être exécuté très rapidement et facilite la gestion des données pour son exécution.

La pluie et le potentiel d’évapotranspiration fixent les conditions aux limites supérieures. On peut utiliser à la place les données météorologiques permettant le calcul de l’évapotranspiration potentielle par la formule de Penman adaptée à une surface cultivée.

Pour les conditions aux limites inférieures un module de drainage permet de simuler l’écoulement vers un système complexe composé de drains à ciel ouvert, de conduites de drainage et de tranchées. On peut aussi spécifier ces conditions par le débit, la profondeur de la nappe ou une relation entre les deux.

La capacité du modèle à simuler la profondeur variable de la nappe et à estimer le flux évapotranspiratoire a été vérifiée par des expériences de terrain aux Pays-Bas. Le modèle n’a pas besoin d’être étalonné.

3. Apports requis

Relations entre caractéristiques de l’humidité des sols et conductivité hydraulique pour chaque couche de sol. Données météorologiques permettant de décrire les conditions aux limites supérieures de même que des données variables au cours du temps pour les conditions aux limites inférieures. Le modèle comporte un certain nombre de valeurs par défaut pour l’évapotranspiration de cultures particulières qui peuvent être modifiées par l’utilisateur.

4. Produits

Les sorties se composent des flux d’évapotranspiration réelle, de la profondeur de la nappe, de la pression matricielle dans la zone racinaire, des flux entre la zone racinaire et le sous-sol, et d’autres variables dépendant de l’utilisation du modèle. Il n’y a pas de sorties graphiques.

5. Exigences et contraintes afférentes à l’exploitation

Le programme tourne dans un environnement DOS et nécessite un PC avec 640 kB de RAM. Un coprocesseur mathématique est recommandé.

6. Forme de présentation

Une disquette contenant le module exécutable du programme qui comporte un préprocesseur. La disquette contient aussi un ensemble d’exemples et des données de physique des sols pour toute une gamme internationale de types de sols. Un manuel de l’utilisateur en anglais est également disponible.

7. Antécédents

Le modèle a été appliqué avec succès dans plusieurs pays d’Europe Occidentale. On sait que le modèle a été utilisé hors d’Europe mais les références de ces applications ne sont pas disponibles.

8. Origine de la composante et appui technique

Dr P.J.M. de Laat, International Institute for Hydraulic and Environmental Engineering (IHE), Delft, Pays-Bas.

9. Comment l'obtenir

Auprès du Centre national de référence du SHOFM des Pays-Bas.

10. Conditions à respecter

Le module exécutable du programme sur disquette et le manuel sont disponibles moyennant les coûts de reproduction et d’envoi. La mise à disposition du code source doit faire l’objet d’un accord avec l’auteur.