A l’échelle de l’écosystème, les émissions des gaz sont très variables dans le temps et l’espace, même à des échelles très fines (m2). Cette variabilité rend difficile la modélisation de ces flux et produit en conséquence de grandes incertitudes sur les estimations des bilans annuels. Afin de diminuer ces incertitudes, une analyse spatiale à fine échelle (maille de 0,5 m) des concentrations en gaz et des flux permettrait de mieux connaître la répartition des flux et ainsi de :
1) adapter les protocoles de mesures déjà existants pour avoir une meilleure représentativité des flux,
2) estimer des surfaces d’émissions homogènes pour produire des bilans plus justes.

Les mesures de flux dans les écosystèmes peuvent être réalisées à partir de trois grandes techniques complémentaires en termes de résolution spatiale
(1) mesure de flux par eddy-covariance (large échelle : quelques hectares) à haute fréquence (> 10Hz) reliant la mesure d’une concentration d’une espèce chimique en un point à la direction et la vitesse verticale du vent
(2) technique avec des chambres d’incubation généralement fermées sur une portion d’écosystème (< m2) pour mesurer les variations sous la cloche
(3) la méthode des gradients dans le sol pour une échelle encore plus fine.

La compréhension des déterminismes à l’échelle fine des émissions nécessite l’analyse spatiale des flux en lien avec les variables potentiellement importantes (température, végétation, teneur en eau du sol). L’Eddy-covariance ne permet pas cette analyse et la méthode des gradients est trop lourde à mettre en place pour avoir une bonne représentativité spatiale. Ainsi, la méthode des chambres semble être la plus adaptée pour étudier la variabilité spatiale des flux et son origine. Ces mesures peuvent se faire de manière manuelle. Cependant des chambres automatiques sont disponibles sur le marché avec toutefois un coût encore important. L’avantage de cette technique est qu’elle permet la mise en place d’un nombre potentiellement important de répliquas (en fonction des moyens disponibles).

La chambre d’évapo-respiration du sol développée dans le cadre de TERRA FORMA est le prolongement des travaux de recherche en instrumentation du CESBIO qui ont conduit à la conception de trois prototypes capables de mesurer divers gaz (CO2, CH4, O2, N2O...). Il s’agira ici de rendre ce type de chambres communicantes pour faciliter l’acquisition des données, d’intégrer l’analyseur externe, de corriger les mesures par rapport à la mesure du vent (ce que ne font pas les capteurs sur étagère) et de diminuer leur coût par un facteur 10 (par rapport à celle disponible sur étagère) facilitant les répliquas pour améliorer la représentativité.

Ces chambres offrent une meilleure étanchéité que les chambres historiques, une meilleure homogénéisation de l’air mesuré, une moindre intrusion, et sont plus facile à installer et à entretenir.

Thématique : Sol

Crédit Photo. B. Zawilski (à gauche et au milieu), H. Raguet TERRA FORMA (à droite)

Mis à jour le 2 novembre 2023