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Modélisation stochastique des pesticides dans la zone vadose.

Isabel, Denis (1988). Modélisation stochastique des pesticides dans la zone vadose. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 196 p.

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Résumé

La contamination des eaux souterraines par les pesticides employés en agriculture constitue un problème environnemental de plus en plus sérieux. Étant donné la complexité des processus en cause, de nombreux modèles déterministes comme PESTAN et PRZM ont été proposés pour guider la gestion de l'utilisation des pesticides. Cependant, les découvertes récentes concernant la variabilité spatiale des propriétés des sols jettent un doute sur la validité de ces modèles et nous incitent à proposer de nouveaux modèles stochastiques. Le but de cette étude est donc de développer de nouveaux modèles de gestion tenant compte de la variabilité spatiale des propriétés des sols. La modélisation stochastique est toujours basée sur un modèle déterministe. C'est pourquoi nous commencons par une révision des principaux éléments habituellement rencontrés dans les modèles déterministes du destin des polluants organiques, dont les pesticides, dans la zone vadose. Cette revue sert également à présenter les concepts et les paramètres utilisés dans la suite de la thèse. Par la suite, nous abordons la caractérisation de la variabilité spatiale des propriétés des sols. Nous voyons d'abord comment cette variabilité limite la représentativité des modèles déterministes, justifiant ainsi l'emploi de modèles stochastiques. Nous voyons ensuite comment la variabilité spatiale peut être caractérisée pour en arriver à une revue des études de caractérisation publiées. Cette revue nous dresse un portrait de la grandeur de la variabilité de plusieurs des propriétés importantes des sols. Nous présentons ensuite les principes de la modélisation stochastique en montrant comment elle permet de représenter la variabilité spatiale. Cette présentation débute par la démonstration numérique de l'inutilité du coefficient de dispersion, ce qui nous amène au modèle de convection-adsorption-dégradation stochastique que nous proposons. Nous pouvons ensuite présenter quelques solutions analytiques de ce modèle stochastique, obtenues en supposant des conditions hydriques stationnaires et verticalement homogènes. Ces solutions décrivent l'évolution des concentrations moyennes à une profondeur donnée suite à l'application d'une dose connue de pesticide à la surface du sol. Nous présentons également une relation permettant d'estimer la moyenne et la variance de la fraction totale lessivée à long terme passé une profondeur donnée. Ces statistiques peuvent servir d'indice de la vulnérabilité des eaux souterraines à la contamination par les pesticides. Finalement, nous présentons un modèle numérique stochastique permettant de simuler, sur une base journalière, le destin des pesticides, ou de toute contamination organique de la zone vadose, dans des conditions non-stationnaires et verticalement hétérogènes. Ce modèle stochastique numérique constitue un outil souple permettant de vérifier rapidement plusieurs hypothèses d'utilisation des pesticides dans des conditions climatiques et pédologiques complexes.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Mots-clés libres: modèle stochastique; pesticides; zone vadose; adsorption; aquifère; contamination aquatique; convection; dégradation; eau; hydrologie; modèle numérique; matière organique; sol; surface; variabilité spatiale
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 17 févr. 2014 21:58
Dernière modification: 20 nov. 2015 16:59
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1769

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