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Objet

Les questions de contamination correspondent à un axe principal de recherche dans le cadre de l'Unité de recherche en Bioclimatologie de l'INRA. Il concerne la modélisation du transport horizontal de différents scalaires, et en particulier des particules biotiques telles que spores de champignons ou grains de pollen. En ce qui concerne les particules biotiques (spores, pollen), leur dispersion (émission, transport et dépôt) constitue un processus dont la description est peu satisfaisante puisqu'elle résulte de l'utilisation de modèles statistiques pour caractériser le gradient de dispersion en fonction de la distance à la source.

Description

Des outils de modélisation appropriés sont les modèles eulériens de transport atmosphérique et les modèles stochastiques lagrangiens de simulation de trajectoires en atmosphère turbulente. En fonction de la situation considérée, un modèle lagrangien de marche aléatoire devra être utilisé à proximité de la source (Wilson and Sawford, 1996) ou une approche eulérienne incluant une équation de conservation avec un terme d'advection/diffusion pour les plus longues distances et en particulier pour les transferts inter-parcellaires (McCartney and Lacey 1991). Parallèlement à la modélisation de la dissémination éolienne du pollen, il est essentiel de caractériser et si possible modéliser la libération et le dépôt du pollen. Le dépôt est conditionné par la vitesse de sédimentation en air calme et l'impact du pollen sur les organes du couvert végétal. Signalons que ces différentes phases ont fait l'objet d'études expérimentales récentes dans le cas de spores de deux rouilles du blé en faisant appel à des techniques de vélocimétrie laser (Rambert, 1998) ou à des techniques plus traditionnelles.

Résultats et perspectives

Pour améliorer la modélisation, des mesures de la vitesse de sédimentation de différents types de particules sont nécessaires. Pour cela nous avons réalisé un dispositif expérimental simple présenté sur la Figure 1 qui permet la mesure de la vitesse de sédimentation en air calme. Pour accéder à la dynamique spatio-temporelle du processus de sédimentation des mesures de vitesses par vélocimétrie par images de particules ont été mises en uvre. Un résultat de champ de vitesses de sédimentation est présenté sur la Figure 2. Selon le type de particules (différentes espèces de pollen transgénique de colza) les histogrammes de distribution de la vitesse de sédimentation sont différents (Figure 3). Ce comportement s'explique par la variabilité des caractéristiques aérodynamiques du pollen de colza (diamètre, agrégation).

Références

[1] A. Rambert, Thèse de Paris XI, 1998.
[2] McCartney H. A. and Lacey M. E. 1991 Wind dispersal models of pollen from crops of oilseed rape (Brassica napus L.) J. Aerosol Sci. 22 : 467-477.
[3] Wilson J. D. and Sawford B. L., 1996 - Review of Lagrangian stochastic models for trajectories in the turbulent atmophere. Boundary-Layer Meteorology 78, 191-210.

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