L'UMR EMMAH : Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes

Les recherches menées par l’UMR EMMAH portent sur la compréhension et la modélisation du fonctionnement des agrosystèmes en interaction avec les hydrosystèmes souterrains. Ceci amène l’UMR à considérer le système aquifère-sol-plante-atmosphère à différentes échelles de temps et d’espace. Le fonctionnement de ce système nécessite, pour le comprendre et le modéliser, de prendre en compte de nombreuses interactions entre la dynamique du couvert végétal, les processus physiques, chimiques, biologiques dans les sols, les interactions avec l’atmosphère et les hydrosystèmes ainsi que les modalités de gestion des agrosystèmes. Les travaux menés visent, notamment, à caractériser à différentes échelles spatiales (du millimètre au kilomètre) et temporelles (de la seconde à quelques décennies), les flux de masse entre l’atmosphère, le couvert végétal, le sol et l’aquifère souterrain et les processus intervenant dans la production végétale en relation avec les facteurs du milieu. Ainsi, l’UMR EMMAH contribue à l’évaluation de la durabilité des ressources hydriques souterraines et des systèmes de culture dans un double contexte de changements globaux et de transition agroécologique. Le pourtour méditerranéen reste un terrain d’étude privilégié, région marquée par une évolution rapide du climat et des tensions fortes sur l’eau liées à l’adaptation des systèmes de cultures et une forte pression démographique.

article

22 octobre 2024

Rédaction : F.Boivin, Emmah web

Lancement du projet PETTA

Mercredi 16 octobre le premier séminaire plénier qui lance le projet PETTA se réunissait au Pradel-Domaine Olivier de Serres (Ardèche).
Visite 1ere Pro La Ricarde 4.jpg
Ce jeudi 17 octobre, l'UMR Emmah a accueilli des élèves de 1ere pro du lycée agricole La Ricarde de L’Isle sur la Sorgue.
Photo de  Petit-Dit-Grezeriat Lucas
Lucas Petit-Dit-Grezeriat soutiendra le mardi 22 octobre à 8h45 dans l’amphithéâtre Agrosciences sa thèse de Doctorat intitulée : " Amélioration de la fertilité des sols viticoles par apports massifs de matière organique et inoculation de vers de terre".
Photo nettoyage du site du Lysimètre
Le nettoyage annuel de ce site expérimental a eu lieu ce vendredi 11 octobre 2024.

HAL : Dernières publications

  • [hal-04746035] Analyzing the impacts of climate change on ecosystem services provided by apple orchards in Southeast France using a process-based model

    We know that fruit production, especially in the Mediterranean, will need to adapt to climate change to ensure the sustainability of fruit tree-based agroecosystems. However, there is a lack of evidence on the long-term effects of this change on sustainability indicators. To fill this gap, we used a fruit tree model, QualiTree, to analyze the impacts ofclimate change on the ecosystem services provided by apple orchards in south-eastern France. To do this, a blooming model was parameterized to simulate blooming date on the basis of climate data, and QualiTree was supplemented with a model of nitrogen processes in the tree and a soil module describing resource input (irrigation, mineral and organic fertilization), transfer in the soil (water and nitrogen) and metabolic transformation-immobilization (mineralization, (de)nitrification). This type of extension makes it possible to simulate a wide array of ecosystem services, including C sequestration, nitrate leaching and nitrous oxide emissions. The model was compared with data from an apple orchard in southeastern France. The predicted daily mean and variability over time of fruit growth, composition and soil water content were consistent with observed data. QualiTree was then used to assess the potential impacts of climate change on the ecosystem services supplied by apple orchards. For this purpose, weather variables from 2020 to 2100 were generated for three contrasted greenhouse gas emission scenarios, and simulations were performed under two irrigation schemes (no restriction and restricted use of water). Model outputs indicated that, on average, marketable apple yields would increase until 2050 and then subsequently decrease. The fruit refractometric index, an indicator of fruit quality, was projected to sharply decrease with the intensity of climate change. Ecosystem services such as C seques- tration by the orchard will decrease with climate change severity, mainly due to a higher mineralization of soil humus, whereas N2O emissions will increase with larger denitrification rates. Soil water availability, fertility, drainage and leaching were predicted to depend more on the irrigation strategy than on climate change severity. The new functions performed in QualiTree broadened its predictive capabilities and allowed for a better un- derstanding of ecosystem service delivery in fruit orchards under varying climate conditions.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Gilles Vercambre) 21 Oct 2024

    https://hal.inrae.fr/hal-04746035v1
  • [hal-04734807] Phenological and Biophysical Mediterranean Orchard Assessment Using Ground-Based Methods and Sentinel 2 Data

    A range of remote sensing platforms provide high spatial and temporal resolution insights which are useful for monitoring vegetation growth. Very few studies have focused on fruit orchards, largely due to the inherent complexity of their structure. Fruit trees are mixed with inter-rows that can be grassed or non-grassed, and there are no standard protocols for ground measurements suitable for the range of crops. The assessment of biophysical variables (BVs) for fruit orchards from optical satellites remains a significant challenge. The objectives of this study are as follows: (1) to address the challenges of extracting and better interpreting biophysical variables from optical data by proposing new ground measurements protocols tailored to various orchards with differing inter-row management practices, (2) to quantify the impact of the inter-row at the Sentinel pixel scale, and (3) to evaluate the potential of Sentinel 2 data on BVs for orchard development monitoring and the detection of key phenological stages, such as the flowering and fruit set stages. Several orchards in two pedo-climatic zones in southeast France were monitored for three years: four apricot and nectarine orchards under different management systems and nine cherry orchards with differing tree densities and inter-row surfaces. We provide the first comparison of three established ground-based methods of assessing BVs in orchards: (1) hemispherical photographs, (2) a ceptometer, and (3) the Viticanopy smartphone app. The major phenological stages, from budburst to fruit growth, were also determined by in situ annotations on the same fields monitored using Viticanopy. In parallel, Sentinel 2 images from the two study sites were processed using a Biophysical Variable Neural Network (BVNET) model to extract the main BVs, including the leaf area index (LAI), fraction of absorbed photosynthetically active radiation (FAPAR), and fraction of green vegetation cover (FCOVER). The temporal dynamics of the normalised FAPAR were analysed, enabling the detection of the fruit set stage. A new aggregative model was applied to data from hemispherical photographs taken under trees and within inter-rows, enabling us to quantify the impact of the inter-row at the Sentinel 2 pixel scale. The resulting value compared to BVs computed from Sentinel 2 gave statistically significant correlations (0.57 for FCOVER and 0.45 for FAPAR, with respective RMSE values of 0.12 and 0.11). Viticanopy appears promising for assessing the PAI (plant area index) and FCOVER for orchards with grassed inter-rows, showing significant correlations with the Sentinel 2 LAI (R2 of 0.72, RMSE 0.41) and FCOVER (R2 0.66 and RMSE 0.08). Overall, our results suggest that Sentinel 2 imagery can support orchard monitoring via indicators of development and inter-row management, offering data that are useful to quantify production and enhance resource management.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Pierre Rouault) 14 Oct 2024

    https://hal.inrae.fr/hal-04734807v1
  • [hal-04734820] Contribution de la télédétection pour caractériser les zones irriguées et les prélèvements d'eau pour l'irrigation

    La télédétection, en offrant une couverture spatiale et temporelle étendue, permet une meilleure compréhension des besoins en eau des cultures. Actuellement, diverses variables liées à l'eau sont en libre accès, permettant de suivre les types de cultures, l'humidité des sols, et la dynamique des couverts végétaux. Cependant, les cartes annuelles des zones irriguées manquent encore, bien que des méthodes prometteuses soient en développement. Les estimations des dates d'irrigation et des volumes d'eau apportés restent également en phase de recherche. Les sections développées dans cet article décrivent des avancées sur ces points. Les images satellitaires, comme celles délivrées sur la plateforme THEIA, fournissent des mises à jour régulières des cartes des cultures, identifiant 24 classes en France et outre-mer. D'ici 2026, des projets visent à améliorer la fréquence et la précision de ces cartes. Pour les surfaces irriguées, l'utilisation d'indices de végétation et de données radar permet de distinguer les cultures irriguées des non-irriguées, avec une précision variable. Enfin, des approches combinant télédétection et modèles agro-hydrologiques montrent un potentiel significatif pour la gestion de l'eau agricole, malgré des défis persistants.

    ano.nymous@ccsd.cnrs.fr.invalid (Dominique Courault) 14 Oct 2024

    https://hal.inrae.fr/hal-04734820v1