Évapotranspiration

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Représentation schématique du bilan évapotranspiration/alimentation de la nappe/ruissellement (en anglais)

L'évapotranspiration (ET) est la quantité d'eau transférée vers l'atmosphère, par l'évaporation au niveau du sol et par la transpiration des plantes. Elle se définit par les transferts vers l'atmosphère de l'eau du sol, de l'eau interceptée[1] par la canopée et des étendues d'eau. La transpiration se définit par les transferts d'eau dans la plante et les pertes de vapeur d'eau au niveau des stomates de ses feuilles. Un changement de végétation peut se traduire par des changements de l'évapotranspiration (moyenne ou maximale)[2] et par des changements significatifs du cycle de l'eau et de l'engorgement du sol ou du niveau du plafond de la nappe superficiel[3], mais dans les cas où la végétation est dense (forêt, mégaphorbiaie), il faut aussi tenir compte de leur participation aux eaux météoritiques dont une partie retournera dans l'écosystème (dont sous forme de rosée). Elle modifie ou explique certains microclimats et a des effets sur le climat à échelle biogéographique[4]. C'est une « grandeur » qui intéresse aussi la pratique de l'hydrologie[5].

Le concept d'évapotranspiration et ses mesures sont apparus dans les années 1950[6] ; il est important pour expliquer et quantifier les transferts d'eau dans les écosystèmes, pour calculer les besoins en eau des forêts, cultures agricoles[7] et plus globalement pour la gestion de l'eau des espaces végétalisés naturels ou semi-naturels, ou encore pour estimer l'importance de bulles de chaleur urbaines[8].

On distingue l'« évapotranspiration réelle » de l'« évapotranspiration potentielle » ; la première est l'eau réellement dissipée dans l'atmosphère sous forme de vapeur alors que la seconde (évapotranspiration potentielle) est « l'eau susceptible d'être perdue dans les mêmes conditions quand elle n'est plus facteur limitant »[9],[10].

Processus de l'évapotranspiration[modifier | modifier le code]

Évaporation[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Évaporation.

L'évaporation de l'eau est le passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Ce phénomène est donc une vaporisation progressive. Lorsqu'il existe un volume libre au-dessus d'un liquide, une fraction des molécules composant le liquide est sous forme gazeuse. À l'équilibre, la quantité de matière sous forme gazeuse définit la pression de vapeur saturante qui dépend de la température. Lorsque la pression partielle de la vapeur dans le gaz est inférieure à la pression de vapeur saturante et que celle-ci est elle-même inférieure à la pression totale ambiante, une partie des molécules passent de la phase liquide à la phase gazeuse : c'est l'évaporation, qui demande de fournir la chaleur latente correspondante, ce qui refroidit le liquide.

Transpiration végétale[modifier | modifier le code]

Échanges au niveau d'une feuille : Du gaz carbonique (CO2) est absorbé. De l'oxygène (O2) et de l'eau (H20) sont rejetés.
Article détaillé : Transpiration végétale.
Un stomate ouvert sur une feuille de plant de tomate (image colorée de microscope électronique)

Chez les plantes, la transpiration est le processus continu causé par l'évaporation d'eau par les feuilles et la reprise qui y correspond à partir des racines dans le sol. La transpiration est le principal moteur dans la circulation de la sève et se produit essentiellement au niveau des stomates. La régulation de leur ouverture influence donc directement l'intensité de la transpiration.

Le rôle de la transpiration chez les végétaux est multiple : elle est le moteur de la circulation de la sève brute dans le xylème, elle favorise dans une certaine mesure le rafraîchissement des plantes et elle permet le transfert des sels minéraux aux endroits où la plante en a besoin, principalement dans les feuilles qui sont le siège de la photosynthèse.

La quantité d'eau rejetée dans l'atmosphère par la transpiration des plantes est très importante. À titre d'illustration, un hectare de hêtres rejette environ 25 t d'eau pendant la saison de végétation, et un hectare de forêt tropicale humide en évapotranspire bien plus encore (1530 mm environ +/- 7% selon les bassins, en Guyane, sous une pluviométrie de 2000 à 4000mm selon la mesure faite par le bilan hydrologique[11] ; résultats proches de ceux de Madec obtenus avec la méthode de Thornthwaite en 1963[12]). Cela explique le rôle joué par les grandes formations végétales, notamment les forêts sur le cycle de l'eau et sur le climat régional et mondial.

"L'appel transpiratoire" est un des moteurs de la circulation de la sève brute (il existe aussi la poussée radiculaire). Lors de la photosynthèse les stomates s'ouvrent afin de laisser rentrer du CO2. Il y a alors mise en contact de la solution des feuilles avec l'air extérieur. La différence entre le potentiel hydrique atmosphérique et celui des feuilles induit la sortie de l'eau (présente dans les feuilles) dans l'atmosphère. La pression relative dans le xylème diminue et devient plus faible que la pression atmosphérique. Le xylème est alors sous tension, ce qui permet la montée de la sève brute.

Facteurs d'influence[modifier | modifier le code]

De nombreux facteurs physiques, biologiques et météorologiques influencent l'évapotranspiration, dont notamment :

  • le type de plante, le stade de croissance et maturité de la plante, la hauteur de la plante, la profondeur des racines, le stress hydrique (En 2010, dans la revue Nature, certains auteurs observent une tendance à une diminution générale de l'évapotranspiration dans les zones cultivées, par manque d'eau[13], l'évapotranspiration est une donnée qui intéresse la prospective agricole et climatique, en Inde par exemple[14] );
  • le taux de couverture végétale (ou paillage) du sol, la densité du feuillage, l'eau de pluie retenue sur le feuillage ;
  • les radiations solaires[15], la réverbération sur le sol et les plantes ;
  • le contexte thermohygrométrique (humidité + température de l'air), la pression atmosphérique et le vent ;
  • l'humidité et la température du sol et l'eau disponible dans le sol ;
  • la composition du sol (argile, sable…) et ses capacités de rétention, drainage et percolation...

Importance de l'évapotranspiration[modifier | modifier le code]

Holdridge FR.png

Cycle de l'eau et influence sur le climat[modifier | modifier le code]

Sur une majorité de bassins, les pertes d'eau par évapotranspiration représente la partie la plus importante du bilan d'eau. Dans les espaces continentales, plus de 60% de l'apport pluviométrique serait ainsi dissipé par évapotranspiration[16].

Article connexe : Cycle de l'eau.

Évapotranspiration[modifier | modifier le code]

L'évapotration potentielle et réelle varient considérablement selon les écosystèmes et parfois selon les saisons, dont en

  • Milieu tempéré ;
  • Milieu aride ;
  • Milieu urbain ;
  • Milieu cultivé (éventuellement irrigué et/ou drainé...)

Agronomie et cultures agricoles[modifier | modifier le code]

Toutes les plantes ont besoin d'eau. Certaines en évapotranspirent beaucoup, d'autres peu. En génie biologique, on exploite cette propriété pour assécher des terrains humides et marécageux en plantant des peupliers ou des saules en climat tempéré. Certaines plantes semi-aquatiques, dites palustres ou hydrophytes évapotranspirent beaucoup durant leur période de croissance[17]. D'autres accumulent l'eau dans leurs tissus, l'évapotranspiration pouvant alors être en partie décalée dans le temps ; ce sont par exemple les sphaignes des tourbières.

En [|climat tropical]], on utilise des plantes qui évaporent peu et qui forment une voûte avec leurs branchages (des palmiers) afin de pouvoir cultiver à leur pied des plantes qui transpireraient plus si elles étaient en plein soleil, des orangers, des citronniers, des légumes, des plantes parfumées. On crée ainsi artificiellement sous les palmiers un « microclimat » favorables à des plantes cultivées.

Le cas particulier des TCR et TTCR[modifier | modifier le code]

Les TTCR (taillis à très courte rotation) ou certains TCR (taillis à courtes rotations) utilisent des essences faciles à cloneret à croissance très rapide. Ces essences poussent normalement à l'état sauvage dans des zones humides où l'eau ne manque pas. Il s'agit de saules ou de peupliers, deux essences qui évapotranspirent beaucoup en été, la période où l'eau risque le plus de manquer ; « typiquement 500 mm/an (pour les peupliers), soit plus qu'une culture traditionnelle (350 - 390 mm/an) ». le TTCR peut alors « aussi être à l'origine d'un ralentissement du drainage de l'eau dans le sol, de l'ordre de 80 mm par an (Hall, 1996). Tout cela est dû à la conductance stomatique élevée des feuilles de TtCR, à une absence de réaction vis-à-vis d'un déficit hydrique atmosphérique, ainsi qu'à une réponse différée à un déficit en eau du sol. Cette évapotranspiration élevé combinée au fait que le TtCR supporte des quantités d’eau dans le sol plus importantes que la plupart des autres cultures a pour conséquence qu’il peut être cultivé dans des sols forts humides (Dufey, 1999). Cela aura a pour effet d’assécher le sol et il faut prêter attention à ne pas cultiver du TtCR sur un terrain dont la valeur écologique dépend de l’humidité de celui-ci (par exemple une prairie humide »[18].

Diverses expressions de l'évapotranspiration[modifier | modifier le code]

  • Unités de mesure et ordres de grandeurs :

Comme pour la mesure des précipitations, l'unité est le millimètre de hauteur d'eau. 1 mm correspond à 1 litre par mètre carré ou à 10 mètres cube par hectare. L'évapotranspiration réelle peut atteindre 4-6 mm/jour en plein été en zone tempérée européenne et 6-8 mm/jour en zone méditerranéenne.

Plusieurs concepts supplémentaires ont été ajoutés pour préciser les estimations de l'évapotranspiration. Ces concepts ont des définitions variables selon les auteurs[19].

Évapotranspiration réelle (ETr) et potentielle (ETp)[modifier | modifier le code]

Pour la végétation des déserts chauds, l'évapotranspiration potentielle (ETp) est très importante en raison de la chaleur et l'ensoleillement.
Mais l'évapotranspiration réelle (ETr) est très faible, car le manque d'eau disponible pour le sol et les plantes (sécheresse) est un facteur limitant.

La notion d’évapotranspiration potentielle (ETP) est couramment opposée à l’évapotranspiration réelle (ET ou ETR, anglais : actual evapotranspiration ETa).

L'évapotranspiration réelle désigne la quantité exacte d'eau évapotranspirée par une couverture végétale réelle. C'est une donnée impossible à mesurer à l'échelle d'une parcelle ou d'une région.

À l'opposé, l'évapotranspiration potentielle est une valeur calculée par des formules mathématiques[20]. L'ETp est ainsi l'objet de définitions variées, selon les auteurs et les méthodes de calcul employées. Cette notion de consommation potentielle en eau a été introduite par Thornthwaite en 1948, puis reprise par Howard Penman dans sa formule de calcul (1948)[21].

En 1956, Penman (1956) définit l’ETp comme : « l’évaporation d’une pelouse rase suffisamment étendue, en bon état et convenablement alimentée en eau ». Selon les auteurs et les méthodes, différents paramètres météorologiques, physiques ou biologiques sont inclus ou non dans la définition de l'ETp : par exemple l'espèce végétale, la constance des flux d'énergies, l'ouverture des stomates, la constance de l'humidité relative[21]

Ces deux notions ETr et ETp sont utiles et nécessaires pour étudier les bilans de circulation de l'eau et notamment pour déterminer les besoins en eau des cultures ou calculer l'« effet oasis »[22] d'une zone où l'évapotranspiration est plus importante (qui peut être une zone urbaine). Les plantes de milieux arides peuvent fortement réduire leur évapotranspiration quand elles manquent d'eau. Les plantes des zones tropico-équatoriales pluvieuses ne le peuvent généralement pas.

Évapotranspiration de référence (ETo)[modifier | modifier le code]

Luzerne cultivée

L'évapotranspiration de référence (ETo) est un concept utilisé dans différentes méthodes d'estimation. C'est une valeur d'évapotranspiration pour une végétation choisie, dans des conditions hydriques réelles, permettant ensuite de déduire l'évapotranspiration pour d'autres couverts végétaux. Cet usage pratique d'une culture de référence est lié à la faible variation de l'évapotranspiration potentielle selon les différents végétaux, dans de mêmes conditions climatiques.

Selon les climats et méthodes d'estimation, n'importe quel espèce végétale peut servir de référence. Typiquement, les plants de référence sont de l'herbe (gazon) ou de la luzerne cultivée (alfalfa) de faible hauteur, en raison de méthodes de calcul développées généralement pour les besoins de l'agriculture[19].

Évapotranspiration maximale (ETm)[modifier | modifier le code]

ETM : Évapotranspiration Maximale. C'est la valeur maximale de l'évapotranspiration d'une culture donnée, à un stade végétatif, dans des conditions climatiques données, prise en compte par l'ETp. C'est une correction de l'ETp en fonction du couvert végétal. ETM = Kc x ETP, Kc étant le coefficient cultural. Pour déterminer le coefficient cultural, Christian de Pescara propose la méthode suivante : il faut conduire la culture à l'ETM que l'on peut déterminer par un appareil calculant au-dessus de la parcelle l'ETR ou par un lysimètre. Alors nous avons ETRmax = ETM et nous calculons: Kc = ETRmax/ETp. Ainsi nous pouvons calibrer les coefficients culturaux Kc.

Estimation de l'évapotranspiration[modifier | modifier le code]

En complément de la pluviométrie, c'est un paramètre majeur des études bioclimatiques[23] et de certaines études d'impact.

Il est aisé pour les chercheurs de mesurer l'évapotranspiration d'une plante ou d'une surface végétalisée de petite dimension (au moyen d'une chambre de transpiration portable par exemple[24]. Mais cela devient difficile à l'échelle d'un arbre, d'une forêt, d'une roselière d'une parcelle de culture ou d'une région géographique. Il faudrait idéalement aussi tenir compte du pouvoir plus ou moins important d'interception de la pluie[25] et des autres eaux météoritiques (brumes, rosées, neige, givre...). On utilise alors des méthodes empiriques ou la modélisation.

Un grand nombre de méthodes d'évaluation théoriques ou empiriques ont été définies depuis le milieu du XXe siècle par les scientifiques (avec souvent des problèmes de calibration locale les rendant peu valides dans d'autres régions). Les spécialistes distinguent communément trois approches distinctes  :

  • Les modèles basés sur des facteurs agronomiques et météorologiques
  • Les modèles basés sur l'équilibre des masses d'eau
  • Les modèles basés sur l'équilibre des flux énergétiques

Ces modèles doivent toujours être utilisés avec prudence et en tenant compte de leurs limites méthodologiques, notamment en matière de sylviculture et de bioclimatologie tropicale[26].

Calcul des facteurs agronomiques et météorologiques[modifier | modifier le code]

Estimation par bac d'évaporation[modifier | modifier le code]

Bac d'évaporation de classe A avec cage de protection et anémomètre

Une mesure grossièrement approchée de l'évapotranspiration (dite « pan evaporation » par les anglophones[27]) peut être approchée de manière simplifiée par des mesures réalisées avec un bac d'évaporation rempli d'eau. En l'absence de pluie, la variation du niveau d'eau dans le bac est supposée proportionnelle à l'évapotranspiration, car l'eau du bac est soumise aux mêmes conditions climatiques que les plantes et le sol : rayonnements (solaire), vent, température et humidité[27].

Cette relation simple est formulée par[27] :

ET_p = K_{bac} * E_{bac}
  • ETp l'évapotranspiration potentielle calculée (en mm)
  • Kbac le coefficient du bac
  • Ebac la mesure d'évaporation dans le bac (en mm).

Néanmoins de nombreux facteurs distinguent les conditions d'évaporation du bac et l'évapotranspiration du sol et des plantes (capacité du bac d'emmagasiner de la chaleur, les turbulences aériennes…). Ces aspects divergents sont pris en compte pour la mise en place des bacs (taille et forme du bac, choix couleur et matériaux…), et par des coefficients correcteurs plus complexes (définis par facteurs climatiques et géographiques)[27]. Selon la FAO, la méthode des bacs d'évaporation donnerait des estimations « acceptables », avec un correct emplacement des bacs et pour des estimations sur des périodes supérieures à 10 jours. Selon des études de l'ASCE, en comparaison d'autres méthodes de calcul, la méthodes des bacs s'avèrent généralement « irrégulière et inconstante »[28].

Modélisation de Penman et Monteith[modifier | modifier le code]

Un capteur de température et humidité au-dessus d'une parcelle de culture.

La modélisation dite « Penman-Monteith » est très utilisée et considérée comme le modèle offrant « les meilleurs résultats et le minimum d'erreurs » selon l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture[29] et présentant des résultats « exacts et constants » pour les climats tempérés, humides et arides. Avec ce modèle, la couverture végétale est considérée comme un ensemble homogène et l'évapotranspiration est considérée de manière « verticale », comme une succession de résistances et régulations empêchant l'eau de s'évaporer : la résistance du sol, des racines, des stomates des feuilles, du couvert, etc[30].

La formule complexe de Penman-Monteith (1965) incorpore de nombreux paramètres, qui sont mesurables ou bien calculables à partir de données météorologiques et agronomiques. Les données météorologiques utilisées comportent par exemple, la variations de température, d'humidité et de pression atmosphérique, la latitude, altitude, durée d'ensoleillement, force du vent. Les paramètres agronomiques comportent l'albédo et la conductivité stomatale des plantes, la hauteur des plantes, le type de sol…

 {ET_p=\frac{\Delta R_n + \rho_a c_p \left( \delta e \right) g_a }
{ \left( \Delta + \gamma \left ( 1 + g_a / g_s \right) \right) L_v }}

Avec pour paramètres :

ETp = Evapotranspiration potentielle (disponibilité d'eau dans le sol et les plantes)
Δ = Variation de saturation de l'humidité selon la température de l'air. (Pa K−1)
Rn = irradiance nette (W m−2) du flux d'énergies extérieures
cp = Capacité thermique de l'air (J kg−1 K−1)
ρa = Densité de l'air sec (kg m−3)
δe = déficit de pression de vapeur ou specific humidity (Pa)
ga = Conductivité hydraulique de l'air (m s−1)
gs = Conductivité des stomates (m s−1)
γ = Constante psychrométrique (γ ≈ 66 Pa K−1)

Modélisation des disponibilités de l'eau[modifier | modifier le code]

L'évapotranspiration réelle (ET) est calculée ensuite à partir de la mesure des disponibilités de l'eau dans le sol et les racines. Cette disponibilité est mesurée à partir de l'humidité du sol et les caractéristiques physiques du sol et des racines — ou bien calculée d'après une modélisation des réserves d'eau (calcul d'infiltration, ruissellement et percolation selon les précipitations).

En comparaison du calcul des équilibres énergétiques (voir section suivante), cette méthode de calcul permet de préciser l'évapotranspiration sur des périodes courtes (durée inférieure à 1 heure) ; mais la modélisation impose des mesures complexes et couteuses pour déterminer les paramètres physiques. De même de petites erreurs dans l'évaluation des disponibilités d'eau dans le sol impliquent de grandes erreurs d'estimation de l'ET réelle[30].

Calcul d'évapotranspiration de référence (ETo) et culturale (ETc)[modifier | modifier le code]

Le gazon sert communément de couverture végétale de référence (ETo) pour les climats tempérés.

L'évapotranspiration d'une couverture végétale spécifique peut ainsi être calculée directement, à partir des formules combinant le modèle de Penman-Monteith et la disponibilité de l'eau. En pratique, l'évaporatranspiration est généralement calculée en fonction d'une culture de référence (ETo).

Soit une évapotranspiration de référence (ETo), par exemple pour une parcelle d'herbe haute de 12 cm suffisamment hydratée[31] calculée avec la formule Pennman-Monteith. À partir de cette ETo est ensuite calculée l'évapotranspiration pour une culture spécifique (ETc), par exemple un champ de blé.

Avec une formule simplifiée, ETc dépend d'un facteur culture (Kc) lié aux plantes (espèces végétales, profondeur racines, état de croissance…) et d'un facteur stress (Ks) lié aux spécificités du terrain (composition du sol, stress hydrique, protections contre vent et évaporation, espacement des plants, fréquence d'arrosage…). Ce calcul de ETc est souvent présenté sous l'équation simplifiée :

 ET_c= K_c * K_s * ET_o

Autres équations[modifier | modifier le code]

  • l'équation originale de Pennman (1948) était l'une des plus notoire, mais elle nécessite des calibrages locaux (fonction vent) pour des résultats satisfaisants.
  • Équations basées sur la température : Thornthwaite (1948), Hamon (1963), Hargreaves-Samani (1985)[19]
  • Équations basées sur la radiation : Turc (1961), Makkink (1957), Priestley-Taylor (1972)[19]
  • Équation de Blaney-Criddle (en anglais) : formule simpliste basée sur la température moyenne et la durée moyenne d'ensoleillement.

Calcul des masses d'eau[modifier | modifier le code]

Bilan hydrologique[modifier | modifier le code]

Schémas de principe d'un lysimètre.

L'évapotranspiration peut être estimée à partir de l'équation d'équilibre de l'eau d'un bassin de drainage (S) :

\Delta S = P - ET - Q - D \,\!

Avec :

  • ΔS : variation de la quantité d'eau dans le bassin S.
  • P : précipitations (pluie)
  • ET : évapotranspiration
  • Q : eau de ruissellement
  • D : eau drainée (en profondeur)

L'évaporation peut donc être calculée à partir de la formule dérivée :

ET = P -\Delta S - Q - D \,\!

Ce type de modélisation semble peu précis sur une courte période mais assez fiable sur une longue période, pour autant que les mesures de pluie sont précises[30].

Mesures lysimétriques de référence[modifier | modifier le code]

En pratique, les variations d'eau sont mesurée sur une petite parcelle de référence aménagée sous forme de bassin avec un appareil de mesure : le lysimètre. Le lysimètre permet de mesurer (par pesée) la variation d'eau (ΔS) dans le bassin (eau contenue dans le sol et les plantes). Le lysimètre permet également de récupérer et mesurer l'eau drainée (D) vers le sous-sol. L'eau de ruissellement (Q) est récupérée (par exemple avec des rigoles installées en bordure du bassin) pour être mesurée. Les précipitations (P) sont mesurées avec un pluviomètre.

Ces mesures lysimétriques permettent ainsi de déterminer l'évapotranspiration du bassin délimité. Cette évapotranspiration de référence (ETo) permet ensuite d'estimer ou calculer l'évaporation d'un couvert végétal quelconque, de plus vaste étendue ou d'une autre nature végétale.

Modélisations des pluies et débits[modifier | modifier le code]

Bilan atmosphèrique[modifier | modifier le code]

Un tour du réseau FluxNet pour la mesure des covariances de turbulences.
Anémomètre sonique et analyseur infrarouge de gaz pour mesure de covariance des turbulences

Cette méthode consiste à prendre pour référence une tranche d'air atmosphérique au-dessus d'un couvert végétal. L'évapotranspiration est déduite par la mesure et comparaison de l'eau contenue dans cette zone de référence.

La mesure de covariance des turbulences (anglais eddy covariance) est une méthode commune d'estimation, avec l'emploi de différents instruments de mesure : anémomètre sonique à trois directions, hygromètre à krypton à champ ouvert[32]

Calcul des flux énergétiques[modifier | modifier le code]

Flux d'énergie (Rn, H, LE, G) mesurés durant 24h sur un champ de maïs, déterminant un ETR de 3,6 mm.
Image du Landsat 5 révélant la végétation (vert) de Las Vegas

Dans une approche physique, la transformation de l'eau en vapeur est considérée selon ses aspects énergétiques. Par cette approche, l'évapotranspiration (ET) correspond au flux de chaleur latente (LE) dans l'équation du bilan d'énergie suivant[33] :

Rn = H + LE_{ET} + G + \Delta CO_{2} + \Delta M [réf. nécessaire]

Avec

  • Rn : Rayonnement net (bilan du rayonnement solaire, rayonnement réfléchi par surface, rayonnement atmosphérique et de l'émission de surface)
  • H : Flux de chaleur sensible (convectif dans l'air)
  • G : Flux de chaleur par conduction dans le sol (valeur faible)
  • LE : Flux de chaleur latente
  • ΔCO2 : Variation du CO2 (photosynthèse)
  • ΔM : Variation de masse (stockage d'énergie)

En négligeant les variations ΔCO2 (2-3% de l'énergie) et de ΔM, la formule peut être simplifiée[33] et l'évapotranspiration est donc estimée d'après les données mesurées et calculées du rayonnement net et des autres flux de chaleur. Sous cette forme, cette approche est également appelée « Ratio de Bowen » (méthode d'autant moins fiable que l'environnement est sec[34]).

LE_{ET} = Rn - H - G

Mesures sur le terrain[modifier | modifier le code]

À l'échelle d'un petit couvert végétal, les échanges d'énergie peuvent être mesurés sur le terrain avec différents appareils : Le rayonnement net est mesuré par un pyrradiomètre. Le flux de chaleur dans le sol est mesuré par un fluxmètre. Les flux de chaleur sensible et latent sont calculés à partir de mesures différentielles de température ambiante et humide de psychromètres placés.

Mesures par satellite[modifier | modifier le code]

À l'échelle régionale, les échanges d'énergie peuvent être mesurés par certains satellite de télédétection ; leurs radiomètres mesurent les luminances spectrales au sommet de l'atmosphère, pour différentes longueur d'onde (visible, infrarouge, infrarouge thermique…), les albédos et températures de surface, et les indices de végétation. Ces données sont ensuite analysées par différentes méthodes, à l'exemple des algorithmes SEBAL (en) ou S-SEBI[33].

Autres méthodes d'estimation[modifier | modifier le code]

  • Estimation de la transpiration végétale par mesure de la circulation de sève[35].

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Généralités[modifier | modifier le code]

  • Burman R & Pochop LO (1994) Evaporation, evapotranspiration and climatic data. Amsterdam: Elsevier.
  • Chamayou, H (1993 ) Éléments de Bioclimatologie, Agence de Coopération Culturelle et Technique, avec la collaboration du Conseil international de la langue française (ISBN 2-85319-237-7), 283 pages [pertinent?]

Approches agrométéorologiques[modifier | modifier le code]

  • (en) Richard G. Allen, Luis S. Pereira, Dirk Raes et Martin Smith, « Crop evapotranspiration : Guidelines for computing crop water requirements », FAO Irrigation and drainage, Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture, no 56,‎ 1998 (lire en ligne) Document utilisé pour la rédaction de l’article
  • Jacques Kessler, Alain Perrier et Christian de Pescara, La Météo agricole, Météole, 1990 (ISBN 2-908215-00-4)

Approches hydrodynamiques, d'estimation ou modélisation[modifier | modifier le code]

Approches énergétiques[modifier | modifier le code]

  • INRA (1970) Techniques d'étude des facteurs physiques de la biosphère ; INRA Publ. 70-4 Dépôt légal 1970 n° d'ordre 9.046. page 425 Méthodes et techniques de détermination des coefficients de transfert et des flux dans l'air.
  • Gray DM, McKay GA & Wigham JM (1970) Energy, evaporation, and evapotranspiration. Principles of hydrology : Port Washington,. New York, Water Info. Center Inc, 3-1.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Aussenac G & Boulangeat C (1980) Interception des précipitations et évapotranspiration réelle dans des peuplements de feuillu (Fagus silvatica L.) et de résineux (Pseudotsuga menziesii (Mirb) Franco) ; In Annales des Sciences forestières (Vol. 37, No. 2, pp. 91-107). EDP Sciences.
  2. Zhang L, Dawes WR & Walker GR (2001) Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale. Water resources research, 37(3), 701-708.
  3. Bosch JM & Hewlett JD (1982) A review of catchment experiments to determine the effect of vegetation changes on water yield and evapotranspiration. Journal of hydrology, 55(1), 3-23 (PDF, 21 pages).
  4. Shukla J & Mintz Y (1982) Influence of land-surface evapotranspiration on the earth's climate Science, 215(4539), 1498-1501 (PDF, 5 pages)
  5. Morton F (1983) Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology. Journal of Hydrology, 66(1), 1-76.
  6. Thornthwaite CW & Mather JR (1957) Instructions and tables for computing potential evapotranspiration and the water balance.
  7. Turc, L. (1961) Evaluation des besoins en eau d’irrigation, évapotranspiration potentielle. Ann. agron, 12(1), 13-49.
  8. Taha H (1997) Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat. Energy and buildings, 25(2), 99-103.
  9. Bouchet RJ (1963) Évapotranspiration réelle et potentielle, signification climatique. IAHS Publ, 62, 134-142 (PDF, 9 pages)
  10. Bouchet RJ (1963) Évapotranspiration réelle, évapotranspiration potentielle, et production agricole. Ann. agron, 14(5), 743-824.
  11. Roche MA (1982) Évapotranspiration réelle (ETR) de la forêt amazonienne en Guyane. Orstom Serie Hydrologie, 19, 37-44 (PDF, 8 pages).
  12. Madec H (1963) L’évapotranspiration potentielle et le bilan de l’eau en Guyane, d’après les méthodes de Thornthwaite. Météo nat., Cayenne, 12 p.
  13. Jung M, Reichstein M, Ciais P, Seneviratne SI, Sheffield J, Goulden ML, ... & Zhang K (2010) Recent decline in the global land evapotranspiration trend due to limited moisture supply. Nature, 467(7318), 951-954.
  14. Chattopadhyay N, & Hulme M (1997) Evaporation and potential evapotranspiration in India under conditions of recent and future climate change. Agricultural and Forest Meteorology, 87(1), 55-73 (résumé).
  15. Jensen ME & Haise HR (1963) Estimating evapotranspiration from solar radiation. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Irrigation and Drainage Division, 89, 15-41.
  16. http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/49/98/16/PDF/memoire.pdf p. 15
  17. Allen RG, Prueger JH & Will RW (1992) Evapotranspiration from isolated stands of hydrophytes: cattail and bulrush ; Transactions of the ASAE, 35(4), 1191-1198
  18. Nijskens P (2007) Étude de l’impact environnemental du TtCR notamment comme filtre biologique dans le cadre du projet européen WILWATER, PDF, 42 pages)
  19. a, b, c et d Lu, Jianbiao, et al. "A COMPARISON OF SIX POTENTIAL EVAPOTRANSPIRATION METHODS FOR REGIONAL USE IN THE SOUTHEASTERN UNITED STATES1." JAWRA Journal of the American Water Resources Association 41.3 (2005): 621-633. en ligne
  20. Hamon, W. R. (1960). http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/79479/32827649.pdf?sequence=1 Estimating potential evapotranspiration], Thèse de Doctoral, Massachusetts Institute of Technology).
  21. a et b Oudin2004 p. 22-24 http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/49/98/16/PDF/memoire.pdf
  22. Évapotranspiration réelle et potentielle et signification climatique (Cf. Effet oasis) - R.J. Bouchet, station centrale de bioclimatologie, Versailles Institut national de la Recherche agronomique (France) [PDF]
  23. Aussenac G & Granier A (1979) Étude bioclimatique d'une futaie feuillue (Fagus silvatica L. et Quercus sessiliflora Salisb.) de l'Est de la France-II. – Étude de l'humidité du sol de l'évapotranspiration réelle. In Annales des Sciences Forestières (Vol. 36, No. 4, pp. 265-280). EDP Sciences.
  24. Loustau, D., Cochard, H., Sartore, M., & Guédon, M. (1991). Utilisation d'une chambre de transpiration portable pour l'estimation de l'évapotranspiration d'un sous-bois de pin maritime à molinie (Molinia coerulea (L) Moench). In Annales des sciences forestières (Vol. 48, No. 1, pp. 29-45). EDP Sciences
  25. Aussenac G & Boulangeat C (1980) Interception des précipitations et évapotranspiration réelle dans des peuplements de feuillu (Fagus silvatica L.) et de résineux (Pseudotsuga menziesii (Mirb) Franco). In Annales des Sciences forestieres (Vol. 37, No. 2, pp. 91-107). EDP Sciences.
  26. Aubreville A (1971) Quelques réflexions sur les abus auxquels peuvent conduire les formules d’évapotranspiration réelle ou potentielle en matière de sylviculture et de bioclimatologie tropicale. Bois et Forêt des Tro- piques, no 136, p. 32-34.
  27. a, b, c et d http://www.fao.org/docrep/X0490E/x0490e08.htm#pan evaporation
  28. FAO-56 chap. 2
  29. « the best results with minimum possible error in relation to a living grass reference crop », Chapter 2 : FAO-56
  30. a, b et c Robin, Ferren, Najjar, « Réseau de mesures simplifiées destiné à l'estimation en continu de l'évapotranspiration et de la pluie », dans Agriculture intensive et qualité des eaux, Quae, 1998 en ligne
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  32. Voir (en) « Using Eddy Covariance to assess terrestrial evapotranspiration »
  33. a, b et c Souidi, Hamimed, Merbal, « spatialisation de l'évapotranspiration et des flux énergétiques de surdace à partir des données Landsat ETM+ : Application à une région forestière de moyenne montagne en Algérie », 2009 consulter en ligne
  34. Angus, D. E., & Watts, P. J. (1984). Evapotranspiration—How good is the Bowen ratio method ?. Agricultural Water Management, 8(1), 133-150 (résumé)
  35. Voir par exemple « Intérêt des méthodes thermiques de mesure du flux de sève pour l'étude du Man hydrique des savanes » [1], « Utilisation de la mesure thermique du flux de sève pour l’évaluation de la transpiration d’un palmier dattier » 2008 [2]
  36. Williams, D. G., et al. "Evapotranspiration components determined by stable isotope, sap flow and eddy covariance techniques." Agricultural and Forest Meteorology 125.3 (2004): 241-258. consulter online

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]