soutenance HDR Sophie Génermont

Résumé des travaux :

La réduction des émissions d’ammoniac anthropiques, essentiellement agricoles, répond à un ensemble d’enjeux : agronomique et donc économique pour le secteur agricole, d’une part, et environnemental, sanitaire, et donc aussi économique mais concernant l’ensemble de la population, d’autre part. La volatilisation d’ammoniac représente en effet une perte significative d’azote pour l’agriculture, en particulier pour les pratiques de gestion des déchets et de nutrition des cultures. L’ammoniac atmosphérique contribue en outre à la dégradation de la qualité de l’air : après dépôt, il est impliqué dans l’acidification, l’eutrophisation et le déclin de la biodiversité ; c’est également un précurseur de particules fines particulièrement dangereuses pour la santé.

Mes activités de recherche visent à la production de connaissances fondamentales sur la volatilisation d’ammoniac au champ, d’outils cognitifs et opérationnels en vue de leur utilisation en appui à la recherche, à l’écoconception technologique et aux politiques publiques. Elles s’inscrivent dans une trajectoire qui part de la caractérisation, compréhension, et modélisation d’un processus local et fugace, et qui va jusqu’à l’évaluation des pratiques agricoles associées dans un contexte de changement climatique de plus en plus prégnant.

Mes travaux s’appuient sur les trois piliers que sont l’acquisition de données expérimentales, l’intégration des connaissances en modélisation et la contribution à l’acquisition de connaissance sur ce processus. La mesure en conditions de la pratique agricole, en réseaux d’essais agronomiques et en conditions contrôlées de laboratoire a nécessité d’importantes mises au point métrologiques qui ont conduit à la production d’outils, tels que les méthodes micrométéorologiques, les tunnels de ventilation et le dispositif Caract’Air. Ces dispositifs sont mobilisés de manière complémentaire dans l’objectif d’acquérir des références sur les effets sur la volatilisation d’ammoniac des différentes catégories de facteurs : les pratiques culturales incluant les types d’engrais, les pratiques d’apport et d’abattement des émissions, la présence et l’état d’un couvert végétal, ainsi que le type et l’état du sol, et les conditions météorologiques. Je me suis également beaucoup impliquée dans la modélisation mécaniste : le modèle Volt’Air que j’ai co-développé repose sur la représentation explicite d’un ensemble de processus et prend en compte les facteurs connus pour influencer la volatilisation d’ammoniac aux échelles spatiales et temporelles d’un évènement de volatilisation. Intégratif des connaissances, il est bien adapté à la recherche. Nous l’utilisons en complément des observations expérimentales pour les analyser et en donner des clés d’interprétation. Je mobilise en outre des approches plus stochastiques : elles permettent de proposer une modélisation plus opérationnelle dans un objectif d’interopérabilité avec des outils intégratifs, en particulier les modèles d’agroécosystèmes. Pour appréhender la volatilisation à des échelles supérieures, nous avons développé l’outil Cadastre_NH₃ : il associe spécifiquement à Volt’Air les bases de données dynamiques et géoréférencées suffisamment fines pour calculer les émissions liées à la fertilisation de chaque culture dans chaque petite région agricole à des pas de temps horaires, couvrant la France métropolitaine et l’année culturale. L’utilisation de cet inventaire bottom-up en substitution aux inventaires top-down des plateformes nationales de prévision de la qualité l’air permet d’en améliorer les calculs et de cibler les pratiques à promouvoir en matière de réduction de la pollution de fond et d’évitement de pics saisonniers de pollution aux particules fines.

Mon projet scientifique s’inscrit dans la continuité et se veut plus ambitieux, à double titre. Je souhaite étendre mes contributions à la caractérisation d’un ensemble cohérent d’émissions vers l’environnement en les élargissant (i) aux autres émissions gazeuses azotées et carbonées, typiquement polluantes et à effet de serre, et (ii) à des systèmes de cultures intégrant d’autres substrats, typiquement des légumineuses et des résidus de cultures. En parallèle, je souhaite insérer nos travaux d’évaluation dans un cadre d’enjeux plus complexes en répondant à une nouvelle mise en perspective des questions concernant l’ammoniac agricole, avec en particulier un plus fort ancrage dans le contexte émergent de Santé Globale.

Au plaisir de vous revoir ou rencontrer !