Evaluation du modèle ISBA-A-gs pour la modélisation de la variabilité interannuelle des rendements agricoles en France

N. Canal (CNRM/GMME/VEGEO, ARVALIS Institut du Végétal), J.C. Calvet (CNRM/GMME/VEGEO)

Une étude récente a permis de mettre en évidence que le modèle générique de surfaces continentales ISBA-A-gs peut de représenter la variabilité interannuelle de la biomasse aérienne sèche des céréales et prairies en France. Pour y parvenir, une optimisation du contenu maximal en eau du sol et de la conductance mésophyllienne (pilotant la photosynthèse) doit être réalisée. De bonnes corrélations sont obtenues sur la période 1994-2008, dans certains départements, entre la biomasse aérienne simulée, et les rendements de céréales issues des données statistiques Agreste. Cette étude a été reproduite avec SURFEX (SURFace EXternalisée), version 7.2, développé par Météo-France, en utilisant le module « LAI interactif ». Ensuite, une étude statistique a été menée et montre des corrélations significatives entre l'humidité du sol moyennée sur une décade et les biomasses/rendements simulés et observés. On peut notamment voir à quel moment de l'année et à quelle étape de l'évolution de la plante cette corrélation correspond à un moment clé où l'humidité du sol a un impact sur le rendement final (travaux de C. Szczypta, thèse soutenue en 2012). On parvient à relier la valeur de l'indice foliaire simulé (LAI) avec un stade phénologique. Nous pouvons alors mettre à profit ces corrélations en utilisant les régressions linéaires entre la biomasse simulée et le rendement observé sur la période d'étude 1994-2011. Pour cela, nous nous intéressons à l'aspect prédictif du modèle en regardant le nombre de bonnes prédictions du rendement effectuées en connaissant l'humidité du sol simulée à des moments précis de l'année. Ce jeu de simulations est reproduit avec la version « diffusion » du modèle de sol dans SURFEX, afin d'évaluer l'apport d'une discrétisation fine du sol et de l'utilisation d'un profil racinaire exponentiel. L'évaluation est de nouveau faite en utilisant la corrélation entre les variables biophysiques du modèle et les rendements Agreste. Enfin, on élargit l'étude en regardant l'information apportée par des observations satellitaires de type LAI (issues du projet GEOLAND2) sur le rendement final, quelques décades avant la date de récolte. La corrélation entre la date du LAI maximal observé et les dates de récolte moyennes en France est examinée.