Modélisation biophysique des émissions de NO par les sols agricoles en Ile de France.

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2008.vol42

Les sols cultivés sont une source importante de monoxyde d’azote (NO), précurseur de l’ozone troposphérique qui occasionne des impacts sur la santé humaine et sur les écosystèmes. Ils sont en effet responsables de 10 à 23% des émissions totales d'oxyde d'azote (NOx) dans le monde (Delmas et al., 1997), les autres sources anthropiques étant principalement liées aux processus de combustion (transport, chauffage, industries). Dans les zones rurales où les sources de NO par combustion sont faibles, les sols agricoles peuvent jouer un rôle tout-à-fait significatif dans la pollution de fond et les pics d’ozone. Les processus photochimiques qui conduisent à l'accumulation d'ozone dans les basses couches de l'atmosphère dépendent fortement des dynamiques spatiales et temporelles des sources naturelles et anthropiques des précurseurs de l'ozone. Une simulation réaliste de ces processus nécessite donc des estimations des émissions de NO à haute résolution dans l'espace et le temps. La production de NO dépend des processus microbiens de nitrification et de dénitrification. La nitrification est une oxydation de l'ammonium (NH4 + ) en nitrate (NO3 - ), qui exige une disponibilité en dioxygène. La dénitrification est une réduction anaérobie du nitrate en formes gazeuses d'azote (N2O et N2). La voie nitrification prédomine dans des zones tempérées (Laville et al., 2005), et explique 60% à 90% du total des émissions (Godde et Conrad, 2000). La production de NO dépend de facteurs environnementaux et agronomiques: conduite des cultures, types de sol et séquence climatique. Etant donnée la complexité des phénomènes sous-jacents, les évaluations des sources biogéniques de NO demeurent fortement incertaines aux niveaux régionaux et globaux. Les inventaires nationaux des sources d'azote réactif (Nr) des écosystèmes reposent actuellement sur des jeux de facteurs d'émission dérivés d'expériences de plein champ, en faisant l'hypothèse d'un rapport fixe entre les émissions et les apports d'azote sous formes d'engrais. Une telle approche est utilisée dans le modèle de chimie-transport CHIMERE, qui sert à la prévision des épisodes de pollution dans un certain nombre de régions, dont l'Ile de France (Stohl et al., 1996). Dans l'objectif d'une meilleure prise en compte de l'impact des sources agricoles sur la prévision des concentrations d'ozone atmosphérique, nous avons utilisé le modèle de culture CERES-EGC pour réaliser un inventaire d’émission à échelle fine des émissions de NO depuis les sols cultivés en Ile de France. Les émissions ont été simulées sur une base de temps journalière du 1 novembre 2000 au 31 décembre 2001, en utilisant une base de données spécifique incluant des informations détaillées sur les sols, le climat et les pratiques agricoles.