Memoire Online - Contribution à l'étude de l'évapotranspiration sur le bassin de la donga au bénin: comparaison du bilan d'énergie de 3 périodes de 15 jours.

Ce mémoire a été financé par le projet OUEME-2025, préparé conjointement au Laboratoire de Ph_ysi_que du Ra_yonnement (LPR/UAC) et au Laboratoire des Transferts en H_ydrolo_gie et Environnement (LTHE/Grenoble).

4 J'exprime ma _gratitude tout d'abord au directeur du LPR, le Professeur Cossi Norbert Awanou et au directeur du LTHE Mr Thierr_y Lebel _qui m'ont accueilli et permis de réaliser ce travail dans leurs laboratoires respectifs.

4 Mes sincères remerciements vont a l'endroit de Arnaud Zannou, Coordonateur du Projet Ouémé-2025 pour la confiance _qu'il a placé en moi en m'offrant ce sta_ge dans son projet.

4 Je tiens a remercier particulièrement Basile Kounouhéwa, S_ylvie Galle et Jean-Martial Cohard avec _qui j'ai fait mes premiers pas dans la recherche et _qui ont su parfaitement encadrer mes travaux mal_gré mes cheminements parfois tortueux. Vos criti_ques et conseils m'ont permis d'améliorer la _qualité de ce document.

4 A toute l'é_quipe de l'Ecole doctorale _qui a assuré notre formation, je dis infiniment merci.

4 Merci a Léandro Suarez pour m'avoir appris EdiRe le fameux lo_giciel de traitement de flux_; Stéphanie Leroux pour ses nombreuses explications sur la circulation atmosphéri_que a _grande échelle_; Franck Houénou pour son initiation au Latex et _grace a _qui vous trouvez la beauté dans ce document_; Jules So_gba-Goh _qui est souvent sur le terrain pour ramener les données. Que Jean-Bosco Voudounou, Maurille A_goua et Armelle Dossou-Yovo trouvent ici l'expression de notre profonde reconnaissance pour le précieux concours apporté maintes fois pour les tracas administratifs.

4 L'ensemble de mes camarades, je veux nommer Gabin Koto N'_gobi_; Richard A_gbokpanzo_; Eric Cojo_; Tahirou Djarra_; Ouzel Oumarou_; Armand Djossou et Didier Boko-Ha_ya pour leur amitié et leur bonne humeur permanente.

4 Je remercie aussi mes parents _qui m'ont accompa_gné tous les jours bien au delà de mon travail et à _qui je dédie ce mémoire.

Résumé

Cette étude est focalisée sur la variabilité saisonnière des termes du bilan d'éner_gie sur deux vé_gétations contrastées de la Don_ga/Bénin : une jachère herbacée (Nalohou : 974484N, 160457E, 449 m) et une forêt claire (Bellefoun_gou : 979115N, 171800E, 414 m).

Pour caractériser cette variabilité, trois périodes de _quinze (15) jours ont été identifiées. La première pendant la saison sèche, la seconde pendant la saison des pluies et la dernière se situe dans la période de transition de la saison humide a la saison sèche. Dans un premier temps, nous comparons sur les 3 périodes les paramètres météorolo_gi_ques des deux stations. Nous anal_ysons ensuite la fermeture du bilan éner_géti_que. Les coefficients de détermination obtenus sur le site de Nalohou entre H+LE et Rn-G sur les périodes sont assez satisfaisants et confirment la _qualité des mesures d'edd_y corrélation effectuées dans la ré_gion soudanienne. Les séries temporelles des flux mo_yennées sur cha_que heure pour les différentes périodes sont comparées entre elles. Les flux de chaleur sensible et de chaleur a la surface du sol sont les termes majoritaires du bilan en Janvier et en Novembre. Les maxima observés a Nalohou sont de 315W.m^-2 et 170W.m^-2 en Janvier et 271W.m^-2 et 115W.m^-2 en Novembre respectivement pour les flux de chaleur sensible et de chaleur a la surface du sol. Quant au flux de chaleur latente, il représente environ 70% du ra_yonnement net en Juillet, reste faible en Novembre (20% du ra_yonnement net) et est inférieur a 5% en Janvier. A Bellefoun_gou, les résultats sont similaires mais en Juillet les flux de chaleur latente et de chaleur sensible sont plus _grands _que ceux obtenus sur la jachère de Nalohou.

Mots dles : bilan d'éner_gie, edd_y corrélation, _qualité des données, variabilité, climat soudanien, AMMA-CATCH, OUEME-2025 .

Abstract

This stud_y focuses on the seasonal variabilit_y of ener_gy bud_get terms on two contrasted ve_getations of Don_ga/Benin a fallow bush (Nalohou 974484N, 160457E, 449 m) and a clear forest (Bellefoun_gou 979115N, 171800E, 414 m).

To characterize the variabilit_y, three 15 da_ys periods have been identified. The first one concerns the dr_y season, the second one concerns the wet season and the last one the transition period from wet to dr_y season. We compare first the weather parameters durin_g the 3 periods at the two stations. We anal_yze then the ener_gy bud_get closure. The determination coefficients obtained on the site of Nalohou between H+LE and Rn-G over the periods are rather satisfactor_y and confirm the _qualit_y of flux measurements carried out in the sudanian area. The hourl_y time series of fluxes realised for the various periods are compared. The sensible and _ground heat flux are the main terms of the bud_get in Januar_y and November. The maxima observed in Nalohou are respectivel_y for the sensible heat flux and _ground heat flux 315W.m^-2 and 170W.m^-2 in Januar_y and 271W.m^-2 and 115W.m^-2 in November. The latent heat flux accounts for approximatel_y 70% of the Net radiation in Jul_y, but remains weak in November (20% of the Net radiation) and is lower than 5% in Januar_y. For the forest site, the results are similar in Jul_y but the latent and _ground heat flux are lar_ge than those of the fallow bush site.

Ke_ywords ener_gy bud_get, edd_y correlation, _qualit_y of data, variabilit_y, soudanian climate , AMMA-CATCH, OUEME-2025.

1.4 Flux turbulents de chaleur le flux de chaleur sensible H et de chaleur latente

LE 11
1.4.1 Principe de l'edd_y covariance et mesure des flux turbulents de chaleur 12

1.4.2 Présentation du lo_giciel EdiRe 16
1.4.3 Al_gorithmes associés aux calculs des flux de chaleur sensible H et de

2 Description de la zone d'étude et caractérisation météorolo_gi_que des sous périodes d'étude 23

2.3 Description de l'année 2007 - 2008 cas de la station de Nalohou (Aoüt 07 -

2.4 Conditions climati_ques locales Comparaison de la météo de Nalohou et celle

3.1 Le flux de chaleur a la surface du sol 41
3.1.1 Comparaison de la température de surface et de la température infra-

rou_ge 42
3.1.2 Comparaison des flux de chaleur a la surface du sol calculés avec la

méthode des harmoni_ques et la formulation de la FAO 47
3.1.3 Comparaison des flux de chaleur a la surface a Nalohou et a Bellefoun_gou 48

3.2	Les flux turbulents de chaleur H et LE 3.2.1 ContrOle de _qualité		51 51
	3.2.2	Anal_yse de la _qualité des données	53
3.3	Calcul du bilan d'éner_gie		57
	3.3.1	Variabilité temporelle du bilan d'éner_gie a Nalohou	58
	3.3.2	Fermeture du bilan d'éner_gie a Nalohou	61
3.4	Variabilité spatiale des flux turbulents de chaleur		64

1.1	Valeurs des constantes C1 et C2 d'après 1311.	20
1.2	Différents tests appli_qués sur les flux H et LE	21
1.3	Classification _globale d'après 1321.	21
3.1	Classification des données de flux : sous période sèche	52
3.2	Classification des données de flux : sous période humide	52
3.3	Classification des données de flux : sous période intermédiaire . . .	53

1.1 Schéma montrant les différentes parties de la couche limite atmosphéri_que 6

1.2 L'anémomètre soni_que (_gauche) et le Licor (droite) effectuant des mesures sur la

2.3 Couverture du sol à Bellefoun_gou en Juillet (a) et vue de dessus de la vé_gétation de

2.4 Evolution temporelle des mo_yennes journalières du ra_yonnement net à Nalohou. . 27

2.5 Evolution temporelle des mo_yennes journalières du ra_yonnement incident courte

(Swin) et _grande (Lwin) lon_gueur d'onde à Nalohou. 27
2.6 Evolution temporelle des mo_yennes journalières, des valeurs minimale et maximale

de la température de l'air à Nalohou. 28
2.7 Ecart entre les températures mo_yennes journalières maximales et minimales au cours

de la période Aoüt 07-Juillet 08 à Nalohou. 29
2.8 Evolution temporelle de la mo_yenne journalière de la tension de vapeur réelle sur la

période Aoüt 07-Juillet 08 à Nalohou. 29
2.9 Evolution temporelle des mo_yennes journalières , des valeurs minimale et maximale

2.10 C_ycle journalier du vent sur la période Aoüt 2007-Juillet 2008 à Nalohou 31

2.11 Station de Nalohou, rose des vents Aoüt 07-Juillet 08 (pour des vents supérieurs à 1m.s^-1) 33

2.12 C_ycle journalier du ra_yonnement incident(a), ra_yonnement réfléchi(b), température de l'air (c), humidité relative(f), vitesse du vent (d) et tension de vapeur réelle (e)à Nalohou et à Bellefoun_gou (sous période sèche) 35

2.13 C_ycle journalier du ra_yonnement incident( a), ra_yonnement réfléchi(b), température de l'air (c), humidité relative (f), vitesse du vent (d) et tension de vapeur réelle (e) a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide) 37

2.14 C_ycle journalier du ra_yonnement incident (a), ra_yonnement réfléchi(b), température de l'air (c), humidité relative (f), vitesse du vent (d) et tension de vapeur réelle (e) a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période intermédiaire) 39

3.1 Evolution temporelle de la température infrarou_ge et des températures de surface calculées a partir des mesures aux profondeurs z1= 9 et 10cm a Nalohou en Janvier (haut) et en Juillet (bas). 44

3.2 Evolution temporelle de la température infrarou_ge et des températures de surface calculées a partir des mesures aux profondeurs z1= 9 et 10cm a Nalohou (Novembre). 45

3.3 Evolution du ra_yonnement net et du flux de chaleur a la surface du sol a Nalohou pendant trois jours en Janvier 45

3.4 Evolution du ra_yonnement net et du flux de chaleur a la surface du sol a Bellefoun_gou pendant trois jours en Janvier 46

3.5 Evolution du ra_yonnement net et du flux de chaleur a la surface du sol a Nalohou pendant trois jours en Novembre (haut) et en Juillet (bas). 47

3.6 Evolution temporelle des flux de chaleur a la surface du 20 au 23 Janvier 2008 sur

3.7 C_ycle journalier mo_yen de G harmoni_que a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période sèche). 49

3.8 C_ycle journalier mo_yen de G harmoni_que a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide). 49

3.9 C_ycle journalier mo_yen de G harmoni_que a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période intermédiaire). 50

3.10 C_ycle journalier et _qualité de LE et de H durant les sous périodes sèche (a et b), humide (c et d)et intermédiaire (e et f) a Nalohou. 56

3.11 C_ycle journalier et _qualité de LE et de H durant les sous périodes sèche (c) et humide

3.12 C_ycle journalier horaire mo_yen de Rn, H, LE et G en Janvier (a), en Novembre (b)

et en Juillet (c) a Nalohou 59
3.13 Pourcenta_ge de H, LE et G par rapport a Rn en Janvier (a), Juillet (b) et en

Novembre (c) a Nalohou 61
3.14 H+LE en fonction de Rn-G en Janvier (a), Juillet (b) et en Novembre (c) a Nalohou. 63

3.15 C_ycle journalier de H a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période sèche). 64

3.16 C_ycle journalier de H a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide) 65

3.17 C_ycle journalier de H a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide) 66

Introduction générale

La _question de la ressource en eau est d'une importance capitale en Afri_que de l'Ouest. En effet, les économies de la plupart de ces pa_ys reposent sur l'a_griculture et sont donc tributaires des pluies. Deux épisodes de sécheresse (en 1972-1973 et en 1984-1985) au Sahel ont eu un impact sur la ressource en eau a l'échelle de la ré_gion Ouest-Africaine et des consé_quences dramati_ques pour les populations. Les observations montrent en effet _qu'une baisse du ré_gime pluviométri_que entraIne une chute deux a trois fois plus importante [1_; 2_; 31 du débit des fleuves et asséche certains cours d'eau. Pour tenter de comprendre de tels épisodes climati_ques et leurs impacts, il importe de bien connaItre le c_ycle de l'eau, a toutes les échelles spatiales et temporelles. Dans ce contexte, la communauté scientifi_que soutenue par les or_ganismes internationaux a mis en place un ambitieux pro_gramme trans-disciplinaire et multi-échelles le pro_gramme AMMA (Anal_yse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine). Il vise a documenter la variabilité climati_que associée a la mousson Ouest-Africaine en vue de comprendre les interactions océan-atmosphère-continent. Trois sites de méso-échelle échantillonnent le _gradient éco-climati_que en climat semi-aride (Mali, 300 mm), sahélien (Ni_ger, 600 mm) et soudanien (Bénin, 1200 mm) depuis 2001.

Les flux d'évapotranspiration interviennent a la fois dans les bilans d'eau et d'éner_gie. Ils sont un élément incontournable pour l'étude des échan_ges entre l'atmosphère et le c_ycle h_ydrolo_gi_que mais encore très peu documentés. C'est pour_quoi, au Bénin, l'observatoire AMMA-CATCH en collaboration avec le projet Ouémé-2025 ont décidé de s'associer afin de mieux comprendre le fonctionnement de l'interface surface - atmosphère en zone soudanienne ainsi _que, pour documenter les flux d'évapotranspiration. Des stations de mesure de flux ont été donc installées sur trois couverts vé_gétatifs dans la Don_ga (586km²) représentatifs de la zone [41. La première est située sur une jachère herbeuse a Nalohou, la seconde, a Belle-

foun_gou est située sur une forêt claire a isoberlinia et la dernière a Bira, est située dans une savanne arbustive. Ce réseau de mesure va permettre une _quantification plus fiable du bilan h_ydrolo_gi_que dont les flux d'évapotranspiration sont le terme principal [5_; 6_; 7].

Nos travaux de DEA ont porté sur deux de ces stations Nalohou et Bellefoun_gou et se sont déroulés dans le cadre du projet Ouémé-2025.

Au cours de ces dernières années, les méthodes de mesure des flux turbulents ont été beau-coup développées. Aujourd'hui, la méthode d'edd_y covariance est considérée comme la méthode standard de mesure de flux de surface [81. Dans cette méthode, les flux turbulents sont calculés directement comme la covariance entre les fluctuations de la composante verticale de la vitesse du vent et les fluctuations d'un terme scalaire (température, humidité, concentration de CO2) [91. Il s'a_git donc de mesures directes de la turbulence utilisées pour obtenir les flux de surface. Cette méthode permet de mesurer a l'échelle de _quel_ques dizaines a _quel_ques centaines de m², le flux de chaleur latente en W.m^-2_qui est lié a l'évapotranspiration réelle (ETR) en mm.j^-1.

L'objectif visé dans cette étude est de caractériser la variabilité du bilan d'éner_gie de ces deux t_ypes de vé_gétation durant trois périodes clefs de leur c_ycle annuel la saison sèche en Janvier, la saison des pluies en Juillet et la période de transition entre saison des pluies et la saison sèche en Novembre. Pour cela, nous présentons d'abord dans le chapitre 1 les méthodes d'obtention des flux d'éner_gie a la surface. Il développe aussi les corrections appli_quées aux données d'edd_y corrélation ainsi _que les critères de validation de ces données.

Le deuxième chapitre situe la zone d'étude et caractérise les périodes d'étude. Cette caractérisation s'appuie sur une année complète de données météorolo_gi_ques issues de la station de Nalohou. Nous comparerons ensuite dans ce chapitre, les c_ycles journaliers des deux stations entre elles durant les trois (3) périodes définies plus haut.

Le chapitre 3 expose les résultats. On _y compare d'abord les résultats des méthodes de calcul du flux de chaleur a la surface du sol. Ensuite, la _qualité des données d'edd_y corrélation

est validée selon 2 approches (a) la détermination des critères des caractéristi_ques inté_grales de turbulence développés dans le chapitre 1 et (b) la fermeture du bilan d'éner_gie. Un re_gard sera porté sur le c_ycle journalier (variation temporelle) des flux de chaleur sensible et de chaleur latente sur les deux sites (variation spatiale) et la corrélation entre ces flux sera dé_ga_gée.

Ce travail sera conclu par un chapitre de s_ynthèse dans le_quel les perspectives envisa_gées seront présentées.

CHAPITRE 1

Le climat détermine la structure et le fonctionnement des écos_ystèmes essentiellement à travers les variations de température, des pluies et de ra_yonnement solaire. Il influence aussi l'état h_ydri_que et thermi_que du sol. Le sol et l'atmosphère forment ainsi un s_ystème couplé : cha_que composante influence l'état et l'évolution des autres composantes a travers différents mécanismes. Ces interactions ont lieu a des échelles de temps allant de_quel_ques secondes a des millions d'années. Dans la suite de ce document, on s'intéresse particulièrement aux interactions entre la surface du sol et l'atmosphère sur une superficie de_quel_ques hectares et a leurs variabilités saisonnières.

Le terme de couche limite a été introduit par Prandtl [10],_qui étudiait les propriétés d'écoulements fluides de faible viscosité a proximité d'une limite solide. Dans le contexte atmosphéri_que, la couche limite est la couche d'air directement en contact avec la surface de la terre, et au sein de la_quelle les effets de la surface (frottement, réchauffement et refroidissement) sont ressentis a des échelles de temps inférieures a la journée, et dans la_quelle d'importants flux de_quantité de mouvement, de chaleur et de matière sont entretenus par des mouvements turbulents. Elle se subdivise en deux couches : la couche d'Ekman et la couche limite de surface (Fi_gure 1.1). C'est la couche limite de surface située dans les premiers mètres au dessus de la surface du sol_qui nous intéresse dans notre étude. Cette couche

est la partie de la CLA _qui est directement en contact avec la surface terrestre. Elle est encore appelée sous couche a flux constants car c'est la couche dans la_quelle les variations des flux selon z sont inférieures a 10%.

FIG. 1.1 Schéma montrant les différentes parties de la couche limite atmosphéri_que.

L'éner_gie _qui parvient au sol provient du soleil sous forme de ra_yonnement. Le bilan d'éner_gie au travers de la surface du sol exprime _que la somme des flux est nulle au niveau de cette surface (E_q 1.1).

oi Rn est le ra_yonnement net, G le flux de chaleur dans le sol, H le flux de chaleur sensible et LE le flux de chaleur latente.

1.2 Le rayonnement net Rn

Le ra_yonnement net Rn est la _quantité d'éner_gie radiative disponible a la surface terrestre. Il représente le bilan des ra_yonnements incident et réfléchi de courtes lon_gueurs d'onde et des ra_yonnements _grandes lon_gueurs d'onde incident et réfléchi ou émis par la surface [111. Les courtes lon_gueurs d'ondes appartiennent au domaine du visible et du proche infrarou_ge tandis _que les _grandes lon_gueurs d'ondes sont celles de l'infrarou_ge thermi_que. Le bilan radiatif de la surface terrestre s'écrit alors :

oii Swin est le ra_yonnement incident de courtes lon_gueurs d'onde, Swout est le ra_yonnement réfléchi de courtes lon_gueurs d'onde, Lwin le ra_yonnement incident de _grandes lon_gueurs d'onde (venant des nua_ges et de l'atmosphère) et Lwout le ra_yonnement réfléchi et émis par la terre en _grandes lon_gueurs d'onde.

Sur les stations de mesure, les flux radiatifs sont mesurés a l'aide de capteurs hémisphéri_ques (_qui mesurent le ra_yonnement provenant de tout l'hémisphère). Les _quatre composantes du ra_yonnement net sont directement mesurées a l'aide d'un bilanmètre CNR1 de la mar_que Kipp & Zonen _qui est composé de 2 p_yranomètres CM3 (courtes lon_gueurs d'onde 0.3um < A < 3um) et de 2 p_yr_géomètres CG3 (_grandes lon_gueurs d'onde 5um < A < 50um). Les spécificités des capteurs sont décrites dans un tableau en annexe 2.

1.3 Le flux de chaleur a la surface du sol G

Les transferts thermi_ques dans le sol sont _gouvernés par des échan_ges de chaleur par conduction. D'après l'é_quation de Fourier, le flux de chaleur G est proportionnel au _gradient vertical de température et a la conductivité thermi_que du sol k (W.m^-1.K^-1). Il est donné par l'expression

Le flux de chaleur dans le sol G peut être mesuré soit par des pla_ques a flux _qui doivent être placées très proches de la surface du sol [121_; soit modélisé a partir des mesures de température et d'humidité du sol réalisées a différentes profondeurs. Plusieurs modélisations peuvent être emplo_yées méthode du bilan ou méthode des harmoni_ques. La deuxième per-met une meilleure estimation des flux sans biais et sans décala_ge temporel [131. En l'absence de mesures spécifi_ques, la FAO propose des relations empiri_ques le flux G est considéré comme nul au pas de temps journalier, il peut être estimé au pas de temps horaire comme une fraction du ra_yonnement net [141.

A partir des mesures des profils de températures a différentes profondeurs et d'humidité du sol, nous avons calculé le flux de chaleur a la surface du sol par la méthode des harmoni_ques. Une comparaison entre le flux de chaleur calculé a partir de la méthode des harmoni_ques et la formulation de la FAO est présentée au chapitre 3.

La méthode des harmoni_ques peut être utilisée pour calculer le flux de chaleur a la surface du sol a partir des profils verticaux de températures et d'humidité dans le sol [151. En supposant _que le sol est homo_gène et _que les transferts de chaleur dans le sol sont unidirectionnels, la température a la profondeur z est obtenue en résolvant l'é_quation de chaleur suivante :

Qn va résoudre cette é_quation par la méthode de séparation des variables. Qn souhaite avoir une variation périodi_que du si_gnal suivant t, posons :

avec C constante, Z_n(z) et H_n(t) sont respectivement des suites de fonction de z et de

Pour cha_que n, l'é_quation devient en prenant inw comme constante de séparation ou d'inté_gration :

H0 _n_(t)

H_n(t)

= á

Z00 _n_(z)

Z_n(z)

= inw (1.5)

T(z,t) = C +

_X8

n=1

Vmw

[C⁴_n(z, t) exp(imwt) exp(- _2a (1 + i)z)

La première condition aux limites (T(z -? 8, t) = T_m), T_m étant la température mo_yenne a la profondeur z. Cette condition impose de prendre la constante d'inté_gration C = T_m et de prendre la constante C⁵_n(z,t) = 0. L'é_quation (1.8) devient :

T(z,t) = T_m +

_X8

n=1

rmw

C4 _n(z, t) exp(imwt) exp(- _2a (1 + i)z) (1.9)

T(z,t) = T_m +

_X8

n=1

rmw rmw

_C4^'

n (z, t) exp(- _2a z) cos(mwt - 2a

T(z = 0, t) = T_m + P8 n=1 A_n sin(mwt + ?_n) (conditions aux limites en surface) impose :

b)- modelisation du champ de temperature du sol a partir d'une serie temporelle a 2 profondeurs

En utilisant la transformée de Fourier directe, la série de température a la profondeur z peut etre exprimée en fonction de ses caractéristi_ques fré_quentielles Cj :

avec T k les mesures de température disponibles, N leur nombre. La température a la profondeur z peut etre exprimée comme :

oil n est le nombre d'harmoni_ques, T_m la température mo_yenne a la profondeur z, w la fré_quence radiale (^2ð_N) , M étant la plus_grande harmoni_que du domaine Cj et A_n la lon_gueur du vecteur de Fourier :

avec a_n et b_n, respectivement la partie réelle et ima_ginaire de C_n. En prenant la dérivée (?T?z ) de l'é_quation on a :

?T(z, t)
?z

n=1

vnwá rnw v2 rnw

A_n exp(- _2á z) ₂ [sin(nwt + ?_n - 2á z)

?T(z,t)
?z

n=1

An vnwá exp(

\/^nw 2á 4 2á

z) sin(nwt + ?_n + ð_- \/nwz) (1.17)

G(z,t) = k

_XM
n=1

vnwá rnw rnw

A_n exp(- _2á z) sin(nwt + ?_n + ð 4 - _2á z) (1.18)

ñC_p peut être calculé comme une combinaison linéaire entre les caractéristi_ques d'un sol sec et celles de l'eau [131 soit ñC_p = ñdCpd + èñwCp_w oi è est l'humidité volumi_que mesurée in situ_; ñwCp_w les caractéristi_ques de l'eau et ñdCpd celles du sol sec. En considérant un sol homo_gène, la diffusivité á peut être estimée a partir des amplitudes journalières (ÄT_z1, ÄTz2) de deux séries de températures a deux profondeurs différentes :

oi _ÄTz1 et _ÄTz2 représentent les variations journalières des températures aux profondeurs z1 et z2.

Le flux de chaleur dans le sol peut être estimé au pas de temps horaire ou inférieur a partir de la formule de la FAO-56 [141. Cette formulation stipule _que :

1.4 Flux turbulents de chaleur le flux de chaleur sensible H et de chaleur latente LE

Dans cette section, nous nous penchons sur les flux turbulents de chaleur latente LE et sensible H. Nous abordons ensuite le principe de l'edd_y covariance et les calculs des flux H et LE.

Le flux de chaleur latente LE est l'éner_gie utilisée pour faire passer les molécules d'eau
de l'état li_quide a l'état _gazeux a température constante. Le flux de chaleur latente
entre la surface et l'atmosphère est associé a la _quantité de vapeur d'eau introduite

dans l'atmosphère par évaporation du sol ou /et par transpiration des vé_gétaux (évapotranspiration). Le flux de chaleur sensible est le flux de chaleur issu de la convection entre la surface du sol et l'air. La chaleur sensible est la chaleur, _qui contrairement a la chaleur latente, entraIne une modification de la température lors_qu'on l'ajoute ou la soustrait.

La méthode de l'edd_y covariance utilise des mesures de la turbulence pour obtenir les flux de surface, _qui sont calculés comme la covariance entre les fluctuations de la vitesse du vent vertical et les fluctuations d'un terme scalaire.

La majeure partie du transport de chaleur, d'humidité et des _gaz dans l'atmosphère est due a la turbulence. En effet, lors_que l'on introduit la décomposition de Re_ynolds E_q.(1.20), les flux turbulents de chaleur FX E_q.(1.21) peuvent être calculés comme la covariance entre les fluctuations de la variable X^' et les fluctuations de la vitesse de vent verticale w^'.

Dans l'E_q.(1.20), X est la valeur instantanée d'une variable (u, w, T, q), X est la mo_yenne sur une période Lt (t_ypi_quement 10 - 60 minutes), et X^' est la partie fluctuante de la variable X.

avec X T (température pour le flux de chaleur sensible), q (humidité pour le flux de

chaleur latente), u (vitesse du vent pour le flux de _quantité de mouvement). Si on dispose de mesures a une fré_quence suffisamment haute (20 Hz), obtenues par des instruments avec un temps de réponse rapide, ces flux peuvent être calculés directement. Malheureusement, les instruments disponibles ne permettent pas d'échantillonner toutes les échelles de la turbulence et les mesures directes nécessitent des corrections pour prendre en compte les erreurs causées par le dispositif expérimental, les capteurs, l'installation et les conditions atmosphé-

Dans cette étude, nous avons utilisé les capteurs suivants pour la mesure des paramètres turbulents

- Humidité de l'air q LI-7500 C02/q open path _gaz Anal_yser (LI-COR Biosciences Inc.) Le licor-7500 est un anal_yseur de _gaz à infrarou_ge _qui permet de mesurer la concentration de C02 et de vapeur d'eau dans l'air. Deux t_ypes existent le licor à circuit ouvert et le licor à circuit fermé. Ici nous utilisons le licor à circuit ouvert (Fi_gure 1.2) c'est-à-dire _que l'air passe librement entre une source d'infrarou_ge et un détecteur, la mesure étant réalisée in situ.

- Vitesse du vent tridimensionnelle (u,v,w), température du soni_que (T₅) CSAT3 Anémomètre Soni_que tridimensionnel (Campbell Scientific Ltd.)

Le CSAT3 est un anémomètre ultrasoni_que (Fi_gure 1.2) _qui mesure la vitesse du vent dans les trois dimensions de l'espace. Il utilise trois paires de transducteurs orientées de manière non-ortho_gonale par rapport à la composante horizontale du vent. Cha_que paire de transducteurs transmet et re_çoit un si_gnal ultrasoni_que. Le temps de transmission entre les paires de transducteurs est directement relié à la vitesse du vent le lon_g de l'axe des transducteurs. La vitesse du son est directement liée à la densité de l'air, elle dépend par exemple de la température et de l'humidité.

FIG. 1.2 L'anémomètre soni_que (_gauche) et le Licor (droite) effectuant des mesures sur la forêt claire de Bellefoun_gou.

Cha_que paire de transducteurs du CSAT3 envoie deux impulsions ultrasoni_ques de direction opposée _qui se propa_gent a la célérité c. Le temps de vol t0 pour le premier si_gnal (aller) est donné par :

oi t0 est le temps de vol aller le lon_g de l'axe du transducteur, tb le temps de vol retour du second si_gnal, dans la direction opposée, u_a est la vitesse du vent le lon_g de l'axe des transducteurs supposée constante pendant les deux impulsions, d est la distance entre transducteurs et c la vitesse du son.

La vitesse du vent, u_a d'un axe donné peut être trouvée en inversant les relations précédentes, puis en soustra_yant l'E_q (1.23) de l'E_q (1.22) et on a :

La vitesse du vent est mesurée selon les trois axes non ortho_gonaux pour donner u_a, ub et u_c oi les indices a, b et c se réfèrent aux trois axes soni_ques non ortho_gonaux. Les composantes non ortho_gonales de vitesse de vent sont transformées en composantes ortho_gonales de vitesse de vent, u, v et w a partir de l'é_quation ci-dessous :

oi A est une matrice (3*3) de transformation de coordonnées, _qui est uni_que pour cha_que CSAT3, stockée dans sa mémoire ROM. u , v et w représentent les vitesses du vent dans la direction horizontale, latérale et verticale.

La vitesse du son c (calculée en faisant la somme de 1/t0 et 1/tb) est liée a la température

oi c est la vitesse du son_; ãd est le rapport de chaleur spécifi_que de l'air sec a une pression constante, sur celui a volume constant [16_;17_;18_;191.

ãd 1,4 et Rd est la constante des _gaz pour l'air sec et est é_gal a 287,04J.K^-1.k_g^-1.

Les mesures sont faites a 20 Hz sur une centrale d'ac_quisition Campbell Scientific Ltd. CR3000 avec une carte PCMCIA (Personal Computer Memor_y Card International Association) de 1Go pour le stocka_ge des données brutes. Les flux turbulents sont ensuite calculés hors-li_gne en tenant compte des corrections suivantes :

La méthode de la double rotation [211 _qui annule la composante de la vitesse verticale du vent et ramène le s_ystème tridimensionnel a un s_ystème bidimensionnel. Deux rotations sont effectuées pour annuler la composante verticale w du vent.

Le licor est emplo_yé pour mesurer la teneur en vapeur d'eau contenue dans l'air par absorption des molécules d'eau dans le spectre infrarou_ge. En raison de la lon_gueur d'onde utilisée, le licor est influencé par les molécules d'ox_ygène. Une correction recommandée par [221 s'appli_que donc aux mesures de vapeur d'eau.

Ck0 =

C0M0

M_a

= 0,23 k0

k_w

k_w, k0 et K sont des constantes spécifi_ques au Licor-7500, Co est la concentration en % de l'ox_ygène dans l'atmosphère (Co = 0,21 ) , M0 = 32 et M_a = 28,97 sont les poids moléculaires de l'ox_ygène et de l'air sec, et ñd est la densité d'air sec.

Les anémomètres soni_ques ne mesurent pas vraiment la température mais la vitesse du son. La vitesse du son dépend de la température de l'air et é_galement de la teneur en vapeur d'eau de l'air. Pour obtenir les fluctuations de la température réelle au lieu des fluctuations de la température du soni_que, l'effet d'humidité de l'air doit être corri_gé [181.

T_s est la température du soni_que _qui est en fait une estimation de la température virtuelle car les effets de l'humidité ne sont pas pris en compte dans l'E_q(1.25), q la _quantité de vapeur d'eau et T la température de l'air.

Pour déterminer les flux turbulents des constituants d'air comme la vapeur d'eau, la correction d'après [231 est nécessaire. Elle corri_ge deux aspects. Le premier est relatif au contenu en eau de l'air. Le deuxième aspect est la correction de l'écoulement de la masse d'air selon l'altitude, parce _que les vitesses verticales ascendantes sont différentes de celles descendantes effet du aux différences de la densité de l'air [24_; 25_; 26 ].

avec

m_a

u =

m_v

= 1, 6 et ó = ñv

ñ_a

~ Des corrections sont effectuées pour enlever tous les t_ypes d'erreurs de réponse en fré_quence (par exemple, réponse en fré_quence limitée des capteurs et centrales d'ac_quisition, séparation des capteurs ou l'inté_gration sur le trajet de mesure)[27_; 281.

Toutes les corrections, sauf les deux premières sont réalisées itérativement.

L'outil utilisé ici pour le traitement des données est le lo_giciel EdiRe. Il a été développé par l'Université d'Edinbur_gh (GB) et est dédié au traitement des mesures d'edd_y corrélation.

Il peut être téléchar_gé _gratuitement sur le site www._geos.ed.ac.uk/abs/ research/micromet/EdiRe. C'est un lo_giciel dans le_quel les données brutes de flux sont traitées en utilisant des routines confi_gurées par l'utilisateur. Le choix et l'ordre de traitement des routines sont définis par l'utilisateur dans une 'proclist'. Ce fichier proclist appelle diverses fonctions permettant (1) la conversion des unités, (2) le filtra_ge des valeurs aberrantes, (3) la prise en compte des caractéristi_ques de l'appareil (calibration, an_gle d'atta_que, temps de réponse), (4) celles du climat (densité et stabilité de l'air) et (5) l'anal_yse statisti_que et spectrale des données haute fré_quence. EdiRe offre ainsi la possibilité de calculer les flux de chaleur latente et /ou chaleur sensible. Les choix _que nous avons fait sont décrits ci-dessous, la proclist correspondante se trouve en annexe 1.

-Calcul de la variance et de la covariance des composantes des flux sur un intervalle de temps de 30mn.

-Correction du vent au travers de la température du soni_que pour le CSAT [201. -Double rotation [211.

- Test de _qualité d'après la description de [311 Foken et Wichura (1996), classification des données en 3 classes selon leur _qualité [321.

1.4.3 Al_gorithmes associes aux calculs des flux de chaleur sensible H et de chaleur latente LE dans EdiRe

Cp-humide = 1859 + 0, 13H_r + T(0, 193 + 0, 00569H_r) + T²(0, 001 + 0, 00005Hr)
Cp-sec = 10005 + T + 23, 12 = 29, 002(P -- 0, 3780e)

oil : ñ_a est la masse volumi_que de l'air sec en(K_g.m^-3)_; ñ_v la masse volumi_que de la vapeur d'eau (K_g.m^-3)_; Cp-humide et Cp-sec chaleur massi_que a pression constante de l'air humide et de l'air sec en (J.k_g^-1.K^-1)_; T la température de l'air (SC)_; T_s⁰ la fluctuation de la température de l'anémometre soni_que (°K)_; e tension de vapeur réelle (kPa)_; e_s tension de vapeur saturante (kPa)_; H_r humidité relative de l'air (%); P pression de l'air (kPa)_; Rd constante des_gaz pour l'air sec_qui vaut : 287,04 J.K^-1.k_g^-1.

avec : L la chaleur latente d'évaporation de l'eau en (J.g-1); w⁰ la fluctuation de la vitesse du vent dans la direction verticale mesurée par le CSAT3; q⁰ la fluctuation de la_quantité de vapeur d'eau présente dans l'atmosphére en (_g.m^-3) mesurée par le licor et e_s la tension de vapeur saturante.

Si on ne dispose pas d'appareil spécifi_que, le flux de chaleur latente est déduit de l'é_quation du bilan d'éner_gie E_q(1.1). L'incertitude sur l'estimation de LE est alors la somme de celle sur tous les autres termes du bilan.

1.5 Critères de vérification de la _qualité des données d'edd_y corrélation

Pour estimer la _qualité des données de flux calculés, différents tests statisti_ques sont effectués sur les sorties semi-horaires de EdiRe en suivant le schéma de [321. Ces tests sont basés sur les vérifications des caractéristi_ques inté_grales de turbulences (ITC), la stabilité de

Monin-Obukhov et la stationnarité des flux turbulents w^'q^' et w^'T ⁰_s. Ils permettent de vérifier la stationnarité des données et le développement de la turbulence nécessaire a la théorie des edd_y corrélation. On les s_ynthétise dans un label de _qualité a trois niveaux attribué a cha_que donnée et a cha_que pas de temps.

Ce test a été développé pour _qualifier les conditions de développement de la turbulence de l'atmosphère par rapport aux flux turbulents. Les tests sur les caractéristi_ques inté_grales permettent de vérifier si les conditions de la théorie des similitudes sont remplies. Cette théorie permet de relier les différentes _grandeurs de la Couche Limite Atmosphéri_que (écartt_ype de T par exemple) a une échelle caractéristi_que (T^* pour la température) et a une fonction d'une seule variable (la stabilité). Si les données collent au modèle alors, on est dans les conditions de la théorie et les transferts sont verticaux (le bilan des flux turbulents horizontaux est nul), sinon d'autres processus sont en jeu et des termes supplémentaires peuvent s'ajouter dans l'E_q (1.20) (_gradients horizontaux non nuls par exemple). Les modèles de similitude reliant la variance d'une variable X a son échelle caractéristique X^* ont été documentés [31_; 21] et s'expriment comme des lois puissances de la stabilité (E_q.1.31).

On calcule ensuite le ratio de la différence entre le modèle et la mesure par rapport au modèle E_q(1.31).

oi (^z_L) est la stabilité de Monin-Obukhov, X* le paramètre turbulent _qui peut être la température T, la vitesse du vent verticale w ou horizontale u, ó_x est l'écart-t_ype du paramètre X_*, c1 et c2 sont des constantes dont les valeurs sont représentées dans le tableau ci-dessous. Si le paramètre ITC_ó est inférieur à 30% une turbulence bien développée peut être supposée. Pour une atmosphère stable ou neutre, c'est-à-dire pour des valeurs de flux de chaleur sensible inférieures à 10W.m^-2, le test ne peut être appli_qué.

Paramètre	z/L	c1	c2
óu	0 > z/L > -0,032 -0,032 > z/L 0 > z/L > -0,032 -0,032 > z/L 0,02 < z/L < 1 0,02 > z/L > -0,062 -0,062 > z/L > -1 -1 > z/L	2,7 4,15 1,3 2 1,4 0,5 1,0 1,0	0 1/8 0 1/8 -1/4 -1/2 -1/4 -1/3
u_* ów
u_* óT
T_*

Les caractéristi_ques inté_grales de turbulences sont calculées pour w, u et T_s. La _qualité

d'un flux est composée du résultat du test sur les paramètres turbulents w^'T_s^' et w^'q^' et de celui du " Test des Caractéristi_ques Inté_grales de Turbulence" des deux séries chronolo_gi_ques dont la covariance est calculée. Le tableau ci-dessous montre le test _qui est appli_qué pour cha_que flux de chaleur.

Test flux	Tests paramètres turbulents	Test ITCów	Test ITC^óTs
		_u*	T s *
H LE		* *	*
	w0T s0
	w'q'

Le résultat combiné des tests appli_qués est récapitulé suivant trois classes :

Test paramètres turbulents(%)		Test ITC (%)		Classe finale des flux
<	30	<	30	0
<	100	<	100	1
>	100	>	100	2

Ces tests sont appli_qués aux données semi-horaires issues des calculs de EdiRe et sont ensuite classées selon l'approche suivante :

H_ypothèse de base Pour des valeurs de flux de chaleur sensible inférieures a 10W.m^-2, nous ne disposons pas de critères pour classer ces données. Nous leur affectons une classe supplémentaire _qui est '-1'.

- S'ils sont tous compris entre 30 et 100% alors nous avons classe '1'. - Et s'ils sont chacun supérieurs a 100% alors nous avons classe '2'.

- Si les paramètres w^'q^' et ITCów _u* sont chacun inférieurs a 30% alors nous attribuons a la

- S'ils sont compris entre 30 et 100% alors nous lui attribuons la classe '1'. - Et s'ils sont chacun supérieurs a 100% alors nous avons classe '2'.

Classe 0 : données de très bonne _qualité haute, utilisables pour une recherche fondamentale. Classe 1 : données a _qualité modérée utilisables pour des études de bilan.

Dans ce chapitre, nous avons développé les différentes méthodes d'obtention des flux notamment le flux de chaleur dans le sol et les flux de chaleurs sensible et de chaleur latente. Les critères pour vérifier la _qualité des données des flux turbulents de chaleur ont été é_galement exposés. Dans la suite de ce document, nous décrivons la zone d'étude puis procédons a une anal_yse météorolo_gi_que des différentes périodes retenues.

CHAPITRE 2

Ce chapitre présente dans un premier temps la zone d'étude ainsi_que les données utilisées. A partir des mo_yennes journalières du ra_yonnement net, de la température de l'air, la tension de vapeur réelle, la vitesse et la direction du vent issues des mesures de la station de Nalohou, nous décrivons les traits caractéristi_ques d'une année en climat soudanien (Aoilt 07- Juillet 08). Nous comparons ensuite les paramètres météorolo_gi_ques des deux stations entre elles pendant les différentes sous périodes choisies : la saison sèche en Janvier, la saison des pluies en Juillet et la période de transition entre saison des pluies et la saison sèche en Novembre.

Nos stations d'étude sont localisées dans la Don_ga (Nord Bénin)_qui est caractérisé par un climat soudanien. La première 'Nalohou' (latitude 9°74484 N, lon_gitude 1°60457 E, altitude 449m) est située a environ 11km du centre ville de Djou_gou. Cette station se trouve dans une zone anthropisée oil les arbres sont rares. La deuxième 'Bellefoun_gou' (latitude 9°7915N, lon_gitude 1°718 E, altitude 414m) est localisée dans une forêt claire a isoberlinia située à 17km de Djou_gou. La hauteur de la vé_gétation présente sur celle-ci est d'environ 14m. La station de Nalohou a été installée en Juillet 2007 tandis_que celle de Bellefoun_gou a vu le jour un peu plus tardivement en Septembre 2007 et complétée en Juin 2008. Sur ces stations sont installés des capteurs de mesures météorolo_gi_ques et des flux de chaleur sensible et de

chaleur latente. Tous les capteurs (météo + flux) ont été ré-installés a Nalohou en Juillet 2007. Alors _que ce n'est _qu'en Juin 2008 _que celle de Bellefoun_gou a bénéficié du capteur de mesure du flux de chaleur latente. Notons _que ces deux stations sont distantes de 20km environ (Fi_gure 2.1).

On dispose des capteurs placés a 2m (Nalohou) et a 5.5m (Bellefoun_gou) du sol _qui enre_gistrent toutes les _quinze minutes, la vitesse et la direction du vent, la température de l'air, la pression atmosphéri_que, l'humidité relative, le ra_yonnement (incident et réfléchi) courtes lon_gueurs d'onde, le ra_yonnement(incident et réfléchi) _grandes lon_gueurs d'onde, le ra_yonnement net, la pression de vapeur saturante et réelle, la température du sol a -10, -20 et -40 cm et le flux de chaleur dans le sol. Le tableau en annexe 2 récapitule toutes les variables mesurées avec leurs précisons.

Les flux sont calculés par edd_y correlation (Chapitre 1) a partir des mesures a haute
fré_quence (20Hz). Elles en_globent les mesures issues d'un anémomètre soni_que 3D

(CSAT3, Campbell Scientific Ltd.) pour la vitesse et la température et d'un anal_yseur de _gaz (Li7500, Licor) pour les concentrations en H20 et C02 présentent dans l'atmosphere. A Bellefoun_gou, les capteurs de flux sont disposés au dessus de la vé_gétation (18m) et a Nalohou a 4m du sol.

Les photos de la fi_gure (2.2) illustrent l'état de la surface de Nalohou en Novembre et en Juillet.

Le site de Nalohou est trCs influencé par les activités économi_ques (a_griculture, passa_ge des baufs pour pãturer dans cette zone). En Novembre, on tend vers la fin des saisons pluvieuses. La jachCre herbeuse est trCs sCche, touffue et couvre partiellement le sol. Elle empêche l'air _qui circule au-dessus de la jachCre d'atteindre directement la surface même du sol et atténue par consé_quent la _quantité d'éner_gie _qui doit servir a chauffer la surface. Non seulement, cette _quantité est atténuée mais aussi elle met é_galement plus de temps avant de parvenir au sol. En saison pluvieuse (Juillet), nous avons de la jachCre humide. Par contre en Janvier, le sol est nu car les brülis et le sarcla_ge (enlCvement des herbes) s'effectuent souvent en Décembre.

La station de Bellefoun_gou n'est pas influencée par les activités anthropi_ques. La surface du sol est plus ou moins homo_gène. En saison humide, la surface du sol est couverte d'herbacées.

FIG. 2.3 Couverture du sol a Bellefoun_gou en Juillet (a) et vue de dessus de la ve_getation de Bellefoun_gou (b).

2.3 Description de l'année 2007 - 2008 cas de la station de Nalohou (Aoflt 07 - Juillet 08)

Le ra_yonnement net, la température de l'air, le vent et la tension de vapeur constituent les paramètres climati_ques déterminants sur les_quels on se base pour caractériser la météo d'une ré_gion. La description de ces principaux paramètres météorolo_gi_ques nous permettra de souli_gner les _grands traits de la d_ynami_que intra-saisonnière de la zone d'étude.

La fi_gure (2.4) montre l'évolution des mo_yennes journalières du ra_yonnement net entre le 01/08/07 et le 31/07/08 a Nalohou.

Le maximum observé est de 190W.m^-2 en Septembre et en Juin. Des valeurs élevées du ra_yonnement net s'observent durant toute la saison des pluies (Mars-Octobre). On remar_que _que durant cette période, le ra_yonnement fluctue beaucoup d'un jour a l'autre alors _qu'en saison sèche il _garde une valeur plus ou moins stable (Fi_gure 2.4). Cependant, nous constatons _que la période _qui s'étale de Novembre a Décembre est aussi mar_quée par une diminution

FIG. 2.4 Evolution temporelle des mo_yennes journalières du ra_yonnement net a Nalohou.

Les fluctuations relevées en saison des pluies sont dues à la présence des nua_ges. Pendant cette même période on a une atmosphere propre c'est-à-dire dépourvue d'aérosols_; ce _qui expli_que le fort taux de ra_yonnement observé en absence de nua_ges. La venue de l'harmattan en Novembre se traduit par la baisse du taux de ra_yonnement causée par un réchauffement du sol et un ra_yonnement émis par la surface _qui est plus important. Ces différences relevées au cours de l'évolution saisonniCre du ra_yonnement net s'expli_quent é_galement par la baisse du ra_yonnement incident _grande lon_gueur d'onde observée des mi-novembre et _qui demeure faible jus_qu'à la fin Janvier (Fi_gure 2.5).

FIG. 2.5 Evolution temporelle des mo_yennes journalières du ra_yonnement incident courte (Swin) et _grande (Lwin) lon_gueur d'onde a Nalohou.

Cette mo_yenne cache d'importantes fluctuations journalières _qui peuvent atteindre 20CC dans une journée de saison sèche. Sur la période Aoüt 07-Juillet 08, les températures extremes enre_gistrées sont 38CC en Mars et 13CC en Janvier (Fi_gure 2.6 ).

FIG. 2.6 Evolution temporelle des mo_yennes journalières, des valeurs minimale et maximale de la temperature de l'air a Nalohou.

Les températures les plus élevées s'observent en Mars-Avril et en Novembre, les plus basses en Décembre et en Juillet. En Décembre, la baisse des températures est due a la baisse du ra_yonnement et au vent (l'harmattan) _qui soufle plus fort (voir fi_gure 2.9). En Juillet, la baisse des températures est causée par le flux de mousson. En _général, les températures mo_yennes maximales sont élevées sur toute l'année et varient entre 22CC et 38CC. En revanche, les minima s'échelonnent entre 13CC et 25CC. La montée observée des températures en début d'année (Mars-Avril) correspond a l'au_gmentation du ra_yonnement solaire dont l'action va Ctre ensuite contrecarrée par l'arrivée des flux de mousson provenant du sud . Il s'ensuit une baisse des températures _qui débute avec la mousson, _qui attei_gnent un minimum au mois d'Aoüt (22,5CC). La fin de la saison des pluies entraIne une au_gmentation de la température _qui va Ctre très rapidement contrariée par la baisse du ra_yonnement net

amorcée des Novembre. L'amplitude thermi_que journaliCre est maximale durant le mois sec de Décembre, 20,9CC, et se réduit pro_gressivement pour être minimale au mois d'Aoüt 6-7C en mo_yenne _glissante sur 10 jours (Fi_gure 2.7).

FIG. 2.7 Ecart entre les températures mo_yennes journalières maximales et minimales au cours de la période Aoüt 07-Juillet 08 a Nalohou.

La fi_gure (2.8) montre l'évolution temporelle de la mo_yenne journaliCre de la tension de vapeur réelle.

FIG. 2.8 Evolution temporelle de la mo_yenne journalière de la tension de vapeur réelle sur la période Aoüt 07-Juillet 08 a Nalohou.

A Nalohou, le minimum de tension de vapeur a lieu en Février avec une valeur de 0,38 kPa. Sur la période Aoüt 07 - Juillet 08, le maximum de tension de vapeur s'observe en Mai (2,54 kPa). Pendant la mousson (Mai-Octobre), on observe des valeurs élevées plus ou moins constantes de la tension de vapeur. Elle chute ensuite en Novembre pour atteindre sa valeur la plus faible en Février. En saison humide, l'atmosphère contient une forte _quantité de vapeur d'eau, celle-ci chute en Novembre avec l'arrivée de l'harmattan et devient faible en saison sèche.

L'examen des vitesses mo_yennes journalières (fi_gure 2.9) montre _que la variation annuelle des vitesses mo_yennes du vent est assez faible. La vitesse la plus forte enre_gistrée sur un _quart d'heure est de 8m.s^-1. Les vitesses mo_yennes journalières varient entre un maximum en Janvier (3,1m.s^-1) vers un minimum en Octobre (0,61m.s^-1). Les maxima sont observés pendant la période de l'harmattan et induisent une baisse des températures.

FIG. 2.9 Evolution temporelle des mo_yennes journalières , des valeurs minimale et maximale de la vitesse du vent.

On observe toujours un maximum du vent aux heures diurnes (fi_gure 2.10) mais sa valeur, relativement a celle des heures nocturnes, évolue considérablement. Ce maximum horaire se

situe _généralement entre 9h et 11 heures. Les vents nocturnes sont plus faibles. Le c_ycle
diurne fait penser à la mise en place de vents thermi_ques locaux _qui sont _générés par des
_gradients de température et /ou de pression en surface (différence de couvert, d'altitude).

FIG. 2.10 C_ycle journalier du vent sur la période Aoüt 2007-Juillet 2008 a Nalohou.

La fi_gure (2.11) indi_que les orientations mo_yennes mensuelles correspondant à une rose des vents divisée en seize (16) parts. Seuls les vents supérieurs à 1m.s^-1 ont été considérés dans cette anal_yse. L'étude comparative des mois de l'année montre _que la répartition mensuelle des directions n'est pas constante. On observe successivement :

- Janvier-Février La direction privilé_giée est NE. On a la direction principale la mieux établie en Janvier 49,7%. On note l'apparition des vents du NNE.

- Mars Ce mois est assez particulier, il n'_y a pas de direction privilé_giée. On a des vents humides du SSW, et une infirme partie du NE et NW. C'est le passa_ge de la saison sèche à la saison humide.

- Avril-Aoüt Durant cette période, la direction principale du vent varie entre 180 et 230. C'est-à-dire _que la zone d'étude est sous l'influence des vents humides venant de la cOte.

- Septembre-Octobre Ces deux mois se ressemblent_; mis a part l'apparition des vents de E observée en Octobre. La direction privilé_giée est le SE.

- Novembre-Décembre la prédominance des vents du NEE et du NE s'affirme. On note la persistance des vents du SW en Novembre.

On remar_que _que la direction du vent suit une évolution au cours de la période de l'année. Pendant la saison sèche, la zone d'étude est sous l'influence des vents forts et secs provenant du Sahara, l'harmattan (NE). Cette direction chan_ge pro_gressivement avec l'arrivée de la mousson. En saison pluvieuse, la vitesse des vents fluctue beaucoup plus _qu'en saison sèche, la direction privilé_giée est imposée par la mousson (SSW).

FIG. 2.11 Station de Nalohou, rose des vents Aoüt 07-Juillet 08 (pour des vents supérieurs a

Conditions climati_ques locales : Comparaison de la météo de Nalohou et celle de Bellefoun_gou 34

2.4 Conditions climati_ques locales Comparaison de la météo de Nalohou et celle de Bellefoun_gou

Les conditions climati_ques sont anal_ysées a partir des mesures météorolo_gi_ques des deux stations sur les_quelles s'effectue cette étude. Afin de caractériser la variabilité des paramètres climati_ques, trois sous périodes de _quinze (15) jours chacune ont été choisies a partir des anal_yses précédentes. La première située entre le 16 au 30 Janvier 2008 est _qualifiée de 'sous période sèche'. Durant celle-ci l'air est très sec. La seconde sous période (sous période humide) se trouve en pleine saison des pluies 16 au 30 Juillet 2008. La dernière du 16 au 30 Novembre 2007 est dénommée ' sous période intermédiaire '. Cette période est mar_quée par la fin de la saison des pluies, on a remar_qué _que durant celle-ci l'atmosphère est encore sous l'influence des vents humides venant du Sud-Ouest.

Pour comparer la météo des deux stations, nous avons effectué la mo_yenne sur cha_que heure des 15 jours pour les différentes sous périodes définies précédemment afin d'avoir des journées t_ypes représentatives de cha_que sous période.

Le ra_yonnement solaire incident courte lon_gueur d'onde a Bellefoun_gou est plus fort _que le ra_yonnement solaire incident de Nalohou 889W.m^-2 et 812 W.m^-2. Il en est de même pour le ra_yonnement solaire réfléchi courte lon_gueur d'onde (173 W.m^-2 et 145 W.m^-2). Quant a la température et l'humidité relative des deux stations, elles varient très peu durant cette sous période. On note un coefficeint de détermination (R²) de 95% et 88% respectivement pour la température et l'humidité. On relève pour la température un maximum de 29,7C au niveau des deux stations et des minimums de 15,8CC a Bellefoun_gou et 16,3CC a Nalohou. Les variations de l'humidité relative sont de 26,9 % et 10,45 % en forêt_; 25% et 10% sur la jachère . Les nuits a Bellefoun_gou sont nettement plus froides. Ce _qui se traduit par l'écart de 0,08kPa observé au niveau de la tension de vapeur réelle sur les deux stations. Notons _que pendant cette période, l'air est très sec de jour comme de nuit. Le pic observé en soirée a Bellefoun_gou est certainement dü a la vé_gétation _qui dé_ga_ge de la vapeur d'eau.

Conditions climati_ques locales : Comparaison de la météo de Nalohou et celle de Bellefoun_gou 35

Le vent est très faible sur le site de la forêt. Cette mesure est certainement sous estimée a cause de la position du capteur dans la canopée. Sa valeur _quelle _que soit la période est prati_quement le 1/3 de celle de Nalohou. Le maximum observé a Nalohou est de 4,7m.s^-1 pour un minimum de 0,89m.s^-1.

FIG. 2.12 C_ycle journalier du ra_yonnement incident(a), ra_yonnement réfléchi(b), température

de l'air (c), humidité relative(f), vitesse du vent (d) et tension de vapeur réelle (e)à Nalohou et à Bellefoun_gou (sous période sèche).

Conditions climati_ques locales : Comparaison de la météo de Nalohou et celle de Bellefoun_gou 36

Il existe toujours une différence entre les maxima des ra_yonnements solaires incidents courte lon_gueur d'onde des deux stations, mais elle est plus faible _que celle observée au cours de la sous période sèche (645 W.m^-2 et 631W.m^-2) pour Bellefoun_gou et Nalohou. Les ra_yonnements solaires réfléchis sont les mêmes. Le site de Bellefoun_gou connaIt une amplitude plus _grande (8CC) pour la température comparée au site de Nalohou (3CC). Dans la journée, les fortes températures s'observent a Bellefoun_gou et dans la nuit a Nalohou. On a les valeurs de 27,3 et 19,5CC a Bellefoun_gou_; 24,6 et 21C a Nalohou. La station de Bellefoun_gou est toujours plus froide les nuits _que celle de Naholou ce _qui fait _qu'on obtient les fortes valeurs d'humidité relative sur cette dernière (93 et 66%) contre (85 et 77%) a Nalohou. Par contre la tension de vapeur réelle a Nalohou dépasse _quel_ques fois celle de Bellefoun_gou durant tout le c_ycle. Le vent est mo_yen, la valeur maximale observée est de 2,5m.s^-1 a Nalohou. Notons _que cette sous période est située en saison pluvieuse. On remar_que pendant cette période de multiples passa_ges nua_geux entre 12h et 13h_; ce _qui se traduit par les sauts brus_ques de ra_yonnements _qui s'observent a ces moments précis de la journée (Fi_gure 2.13).

Conditions climati_ques locales : Comparaison de la météo de Nalohou et celle de Bellefoun_gou 37

FIG. 2.13 C_ycle journalier du ra_yonnement incident( a), ra_yonnement réfléchi(b), température de l'air (c), humidité relative (f), vitesse du vent (d) et tension de vapeur réelle (e) a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide).

On remar_que é_galement durant cette sous période _que les ra_yonnements solaires (incident et réfléchi) a Bellefoun_gou sont élevés par rapport a ceux de Nalohou 825 W.m^-2 et 134 W.m^-2 pour le site de la foret_; et 799 W.m^-2 et 98 W.m^-2 pour celui de la jachère. Les deux extremes d'humidité relative s'observent a Bellefoun_gou 89,99 et 24,92%. Le maximum de température sur les deux stations avoisine 34CC. Bellefoun_gou est toujours plus froide. La tension de vapeur diurne de Nalohou est supérieure a celle de Bellefoun_gou_; néanmoins

Conditions climati_ques locales : Comparaison de la météo de Nalohou et celle de Bellefoun_gou 38

on remar_que une variation brus_que de celle de Bellefoun_gou entre 17h et 18h. La vitesse du vent observée est prati_quement la même _qu'en période humide (Fi_gure 2.14).

Le capteur de ra_yonnement est situé très bas. Il _y a certainement des problèmes düs à la position du capteur en particulier au lever et au coucher du soleil (effet d'ombra_ge). La différence entre la vitesse du vent s'expli_que par le fait _qu'à Bellefoun_gou, les capteurs _qui mesurent le vent sont situés à 5,5m du sol. Or on a une hauteur de vé_gétation _qui est de 14m, par consé_quent le vent mesuré est celui relatif à la circulation au sein de la canopée. Nous prenons dans la suite le vent et sa direction mesurés à Nalohou comme référence.

FIG. 2.14 C_ycle journalier du ra_yonnement incident (a), ra_yonnement réfléchi(b), température de l'air (c), humidité relative (f), vitesse du vent (d) et tension de vapeur réelle (e) a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période intermédiaire).

Nous avons remar_qué _que les ra_yonnements solaires réfléchis sont des variables stationnelles. Le couvert vé_gétal, la texture du sol, les activités anthropi_ques (défricha_ge du sol, brülure des herbes, etc) sont des facteurs a_gissant directement sur l'atmosphère et influencent le ra_yonnement solaire réfléchi mesuré a l'échelle de la station. Les autres paramètres a savoir l'humidité relative, la température de l'air et la tension de vapeur réelle étant tous liés au ra_yonnement solaire connaissent é_galement une variabilité a l'échelle de la station.

Dans ce chapitre, nous avons décrit la zone d'étude et fait l'inventaire des données utilisées dans cette étude. La température, le ra_yonnement net, la vitesse et la direction du vent connaissent une saisonnalité mar_quée. La saison sèche se caractérise par un renforcement important des flux du Nord Nord Est et la saison humide par ceux du Sud Sud Quest. Les vents secs coIncident avec une diminution de l'humidité relative de l'air. Nous retenons a travers ce chapitre _que les paramètres tels _que la tension de vapeur, l'humidité relative de l'air sont des paramètres _qui varient a l'échelle de la station donc en fonction du t_ype de vé_gétation.

CHAPITRE 3

Les résultats des différentes méthodes d'obtention des flux turbulents de chaleur (chaleur sensible et latente) et dans le sol sont exposés dans ce chapitre. Dans un premier temps, nous avons comparé les résultats des deux méthodes d'obtention du flux de chaleur a la surface du sol (G) entre elles. Nous avons ensuite étudié l'évolution intra-saisonnière et l'influence du couvert vé_gétal sur ce paramètre. La_qualité des données recueillies par le s_ystème d'edd_y covariance sera évaluée a la fois par le test de classification selon la procédure proposée par [32] ainsi_que par l'anal_yse du bilan éner_géti_que.

A partir de ces réflexions sur la_qualité des données, nous pourrons discuter de la comparaison des flux d'évapotranspiration mesurés sur les deux t_ypes de couverts vé_gétaux.

Le flux de chaleur a la surface du sol G, est une composante du bilan d'éner_gie_que l'on ne peut pas né_gli_ger en climat tropical. En zone semi-aride par exemple sur un sol nu, il représente plus de 40% du ra_yonnement net [12]. Il est donc nécessaire de l'évaluer avec précision pour_garantir une bonne estimation de la différence Rn-G. Le problème principal réside dans son estimation a la surface. Généralement, les mesures disponibles ne sont pas faites a la surface, par consé_quent on observe souvent une sous estimation et un décala_ge temporel des maxima de G du a la diffusion dans la terre [13].

Sur nos stations d'étude, nous disposons de capteurs_qui mesurent la température du sol aux profondeurs 10, 20 et 40cm. Une bonne connaissance de ces profondeurs s'avère nécessaire pour pallier aux problèmes de décala_ge temporel et de sous estimation du flux de chaleur à la surface. Le décala_ge temporel est très pénalisant pour la fermeture du bilan d'éner_gie car

celui-ci amène au lever et au coucher du soleil des pics irréalistes de G de plusieurs dizaines de W.m^-2. Toutefois, il n'est pas évident de définir la position de la surface de fa_çon précise le sol réel n'est pas strictement plat et une érosion peut se faire au cours du temps. La planéIté de la surface, le couvert vé_gétal etc... peuvent induire des erreurs dans le calcul du coefficient de diffusion. D'autre part, le calcul des _grandeurs en surface dépendent des _gradients verticaux de température et donc de la distance entre les capteurs et la surface. Enfin, il faut noter _que l'estimation de la distance entre deux capteurs est a priori plus précise _que l'estimation de la profondeur absolue de cha_que capteur. Pour tenir compte de ces incertitudes sans dé_grader les résultats, nous avons essa_yé d'estimer les profondeurs des capteurs a partir des séries de mesures de températures dans le sol. Deux critères sont utilisés pour estimer la profondeur des deux capteurs z1 et z2 :

Les émissions radiatives des corps terrestres et atmosphéri_ques appartiennent au domaine des _grandes lon_gueurs d'onde. Le flux radiatif total émis par un corps noir correspond a l'inté_grale de la loi de Planck (E_q 3.1) pour l'ensemble des lon_gueurs d'onde.

Oi ó est la constante de Stefan - Boltzmann (5,67.10^-8W.m^-2K^-4) et T est la température du corps en de_gré Kelvin. L'éner_gie totale émise par tout corps, proportionnelle a celle d'un corps noir, est fonction de son facteur d'émission (ou émissivité)c. Pour un corps _quelcon_que, l'é_quation (3.1) s'écrit alors :

Le ra_yonnement JR _qui arrive au sol est absorbé, a proportion du facteur d'absorption (î) de la surface. Selon la loi de Kirchhoff, les corps d'absorption élevée sont aussi de bons émetteurs, et (î = c) [331. La plupart des corps terrestres se comportent _quasiment comme des corps noirs. Une part du ra_yonnement de _grandes lon_gueurs d'onde incident (Lwin) est réfléchie par le sol. Ainsi, si c_s est l'émissivité de la surface, le ra_yonnement de _grandes lon_gueurs d'onde partant de la surface (Lwout), mesuré sur le terrain, est la somme des ra_yonnements émis et réfléchis par la surface :

TIR est la température de surface déterminée a partir des mesures de Lwin et Lwout et nommée 'Température infrarou_ge '. c_s = 0, 95 [341. La température infrarou_ge _TIR est é_gale a :

Nous rappelons _qu'en raison de l'incertitude sur les valeurs de c_s et de celle des mesures des p_yr_géomètres, cette méthode d'évaluation de la température infrarou_ge n'est pas d'une très _grande précision pour la valeur de la température, mais rensei_gne bien sur la d_ynami_que du c_ycle journalier.

La fi_gure (3.1) montre l'évolution temporelle des températures de surface calculées en prenant pour profondeurs z1 9 et 10cm avec z2 contante et é_gale a 20cm et la température infrarou_ge calculée a partir de la formule définie ci-dessus.

On voit bien _que la température de surface Ts (z1 10cm et z2=20cm) est mieux phasée avec la température infrarou_ge _que Ts(z1=9cm et z2=20cm). Bien _qu'en fin de journée Ts (z1=10cm et z2=20cm) décroit plus rapidement _que _TIR. L'objectif poursuivi étant d'arriver a caler temporellement Tsurface et TIR, nous ne nous attardons pas sur les différences entre

les variations des deux températures . z1 = 10 cm est confirmée a travers ce cala_ge sur les données de Janvier. En Juillet, le c_ycle de ra_yonnement _grandes lon_gueurs d'onde est très affecté par les pluies et les nua_ges et la comparaison a moins de sens. Pour le mois de Novembre, il semble _que le modèle retenu de sol homo_gène ne soit pas correct. En effet a cette période, les herbes sont brülées sauf a l'endroit de la station oii elles sont simplement coupées. Malheureusement celles-ci n'ont pas été ramassées et elles créent une couche d'herbe sèche _qui maintient le sol a l'ombre. Ainsi, les températures et les flux calculés ont une amplitude faible et déphasée par rapport aux mesures de TIR et aux flux de ra_yonnement.

FIG. 3.1 Evolution temporelle de la temperature infrarou_ge et des temperatures de surface calculees a partir des mesures aux profondeurs z1= 9 et 10cm a Nalohou en Janvier (haut) et en Juillet (bas).

FIG. 3.2 Evolution temporelle de la température infrarou_ge et des températures de surface calculées a partir des mesures aux profondeurs z1= 9 et 10cm a Nalohou (Novembre).

Quant au cala_ge de Rn et G, nous avons procédé de la même fa_çon mais cette fois en conservant z1/Äz. Nous avons finalement retenu z2 17cm pour l'é_galité entre Rn et G la nuit. La même méthode a été exploitée sur la station de Bellefoun_gou. Notons _que sur cette station, nous ne disposons pas de p_yr_géomètres (pas de mesures de Lwin et Lwout). Nous avons pris les mesures de Lwin de la station de flux (Bira) située aux environs (5km) de celle de Bellefoun_gou en faisant l'h_ypothèse _que le ra_yonnement solaire incident est prati_quement le même sur les deux stations.

FIG. 3.3 Evolution du ra_yonnement net et du flux de chaleur a la surface du sol a Nalohou pendant trois jours en Janvier.

FIG. 3.4 Evolution du ra_yonnement net et du flux de chaleur a la surface du sol a Bellefoun_gou pendant trois jours en Janvier.

On a constaté _que le décala_ge temporel entre Rn et G évolue au cours de l'année. En Novembre, G met plus de temps a décoller. La surface du sol commence par se chauffer vers 10h au moment oi le ra_yonnement avoisine les 400W.m^-2. En Juillet, le même constat est fait mais cette fois-ci en fin de journée oi le sol se refroidit très lentement. Par contre en Janvier, le pic du ra_yonnement net et le flux de chaleur a la surface du sol s'observent a la même heure (fi_gure 3.3 et 3.4). z2 17cm.

FIG. 3.5 Evolution du ra_yonnement net et du flux de chaleur a la surface du sol a Nalohou pendant trois jours en Novembre (haut) et en Juillet (bas).

3.1.2 Comparaison des flux de chaleur a la surface du sol calculés avec la méthode des harmoni_ques et la formulation de la FAO

Nous allons comparer le flux de chaleur a la surface du sol en Janvier oi la surface de Nalohou est nue, calculé a partir de la méthode des harmoni_ques avec la formulation de la FAO (section 1.3.2).

FIG. 3.6 Evolution temporelle des flux de chaleur a la surface du 20 au 23 Janvier 2008 sur la station de Nalohou

Nous remar_quons _que les flux de chaleur harmoni_que et de la FAO sont très bien phasés avec Rn de part sa formulation. Le problème majeur réside dans le fait _que le flux de chaleur calculé avec la formulation de la FAO soit toujours prati_quement la moitié de celui estimé par la méthode des harmoni_ques. On note un écart de 100W.m^-2 entre les maxima de ces deux _grandeurs. La nuit, le flux de chaleur de la FAO est plus important _que G(harmoni_que), mais la différence observée entre les valeurs minimales nocturnes est relativement faible . La nuit, la surface du sol restitue toute la chaleur _qu'elle a accumulée dans la journée_; c'est elle _qui joue le rOle de 'pourvo_yeur' d'éner_gie. Nous tirons de la comparaison entre G(FAO) et G(harmoni_que) _que la formulation empiri_que de la FAO sous estime les flux diurnes pour les sols chauds et secs de moitié. Dans la suite du document, nous n'utiliserons plus _que la méthode harmoni_que pour estimer G.

Dans cette section, nous comparons les c_ycles diurnes mo_yens de G (harmoni_que) a Nalohou et a Bellefoun_gou pour les 3 sous périodes.

La fi_gure (3.7) montre pour la sous période sèche _que le flux de chaleur a la surface a une allure en cloche avec des valeurs positives le jour et né_gatives la nuit. Les valeurs positives dési_gnent un _gain pour la surface et les valeurs né_gatives une perte pour la surface. G a Nalohou atteint son maximum 170W.m^-2 a 13h alors _que la surface de Bellefoun_gou se réchauffe plus rapidement et atteint un maximum très voisin (172W.m^-2) mais, une heure plus tOt 12h (fi_gure 3.7).

Dans l'après midi, la _quantité d'éner_gie re_çue par la surface de Bellefoun_gou décroIt plus rapidement _que celle de Nalohou, et ses valeurs nocturnes sont plus basses entre 0h et 7h (Bellefoun_gou). On note une très faible différence des flux de surface sur ces deux stations durant cette sous période_; le coefficient de corrélation est de 93%.On peut enfin noter un lé_ger infléchissement du c_ycle diurne en matinée et en soirée a Bellefoun_gou dü a un effet

d'ombra_ge sur le capteur _qui est situé en-dessous de la cime des arbres avoisinants.

FIG. 3.7 C_ycle journalier mo_yen de G harmoni_que a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période sèche).

Durant cette période, le flux de chaleur à Nalohou est plus faible _qu'à Bellefoun_gou. La surface du sol de Bellefoun_gou se refroidit toujours plus vite _que celle de Nalohou, la nuit la jachère humide (Nalohou) dé_ga_ge plus de chaleur _que la forêt claire de Bellefoun_gou. Le maximum observé en forêt est de 168W.m^-2 et 89W.m^-2 sur la jachère. On note une corrélation de 91,7% entre les deux flux.

FIG. 3.8 C_ycle journalier mo_yen de G harmoni_que a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide).

La fi_gure (3.9) montre le c_ycle journalier mo_yen du flux de chaleur a la surface du sol a Nalohou et a Bellefoun_gou.

Le flux de chaleur observé a Nalohou est beaucoup plus tardif _que celui de Bellefoun_gou, ce _qui se traduit par la faible corrélation obtenue entre les deux stations 60%. L'écart observé pendant cette sous période est plus de 100W.m^-2 269 W.m^-2 a Bellefoun_gou et 115W.m^-2 a Nalohou. Le décala_ge temporel et la différence obtenue sont liés notamment a la couverture vé_gétale de Nalohou pendant cette période. En Novembre, nous avons de la jachère herbeuse sèche coupée _qui recouvre la surface du sol. Elle empeche le ra_yonnement solaire d'atteindre directement la surface du sol et atténue donc la _quantité de chaleur _qui servirait a chauffer la surface du sol. Le si_gnal obtenu a la surface du sol est retardé et par consé_quent la réponse du sol (flux de chaleur a la surface du sol) est aussi retardée. Ce _qui expli_que le faible taux de corrélation obtenu. La jachère herbeuse sèche joue donc le rOle d'amortisseur entre la surface du sol et l'atmosphère. Par consé_quent, la valeur de G obtenue a Nalohou pendant cette sous période est donc sous estimée par rapport a un sol oi les pailles auraient été brülées.

FIG. 3.9 C_ycle journalier mo_yen de G harmoni_que a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période intermédiaire).

Conclusion : On retient de cette comparaison _que la formulation de la FAO est bien phasée mais sous estime nettement G pour les sols chauds et secs. La couverture vé_gétale influence le flux de chaleur a la surface du sol, elle joue le rOle d'amortisseur entre l'atmosphère et la surface du sol. On a remar_qué _que le flux de chaleur a la surface du sol (G) varie beaucoup. La surface de Bellefoun_gou dé_ga_ge plus la chaleur la nuit _que celle de Nalohou. Ceci est lié a la forte réflexion du sol observée sur cette dernière.

Dans cette partie, nous présentons les résultats des tests statisti_ques effectués sur les flux eux mêmes. Les résultats des sous périodes définies précédemment sont d'abord présentés pour cha_que station. Ensuite, nous procédons a une anal_yse de la _qualité des données.

La _qualité des données de flux est vérifiée afin de s'assurer de la validité de la théorie utilisée pour le dépouillement des données d'edd_y corrélation dans la zone soudanienne. Pour ce faire, des seuils sont établis pour chacun des tests utilisés (voir chapitre 1). Foken et al. (2004) ont décrit les principaux tests pouvant être utilisés pour le contrOle de _qualité [301. Les tableaux suivants illustrent les résultats obtenus (pour cha_que sous période) pour les tests de vérification.

Classe 0 : données de très bonne _qualité haute, utilisables pour une recherche fondamentale. Classe 1 : données a _qualité modérée utilisables pour une étude du bilan.

A Nalohou, plus des deux tiers des données _qualifiables (289 pour H et 313 pour LE) appartiennent a la classe 0_; seulement 11% de H et 7% de LE sont de mauvaise _qualité.

A Bellefoun_gou, au contraire, sur un total de 268 données _qualifiables c'est-a-dire les données pour les_quelles H >10W.m^-2, 70% sont de mauvaise _qualité (tableau 3.1).

	Nalohou H % LE %	Bellefoun_gou H %
Classe 0	66 74	10
Classe 1	22 18	19
Classe 2	11 7	70
Total données _qualifiables	289 313	268

En saison humide (tableau 3.2), la _qualité des données de Bellefoun_gou est meilleure par rapport a celle observée en saison sèche (tableau 3.1). On note :

Plus de 80% (H) et environ 68% (LE) des données _qualifiables sont de bonne _qualité.

	Nalohou H % LE %		Bellefoun_gou H % LE %
Classe 0	50	53	45	50
Classe 1	34	13	27	18
Classe 2	15	32	26	31
Total données _qualifiables	294	390	233	276

En Novembre, la _qualité est plus ou moins bonne pour LE. Environ 86% de H et 63% de LE sont de _qualité haute et modérée.

	Nalohou H % LE %
Classe 0	63	32
Classe 1	22	31
Classe 2	13	36
Total données _qualifiables	305	432

Sur les trois sous périodes, on a constaté _que sur la jachère herbeuse les 2/3 des données sont de bonne _qualité (classes 0 et 1). En saison sèche c'est-à-dire en Janvier la _qualité est très bonne, environ 90% pour H et 93% pour LE. En Novembre la _qualité des données de LE est très parta_gée, 1/3 pour cha_que classe. Pendant cette période, on a obtenu le taux le plus élevé (36%) des données de mauvaise _qualité pour LE.

A Bellefoun_gou, en saison humide, la _qualité est meilleure par rapport à la saison sèche. La mauvaise _qualité obtenue en Janvier est liée principalement à la hauteur du mat sur le_quel sont installés les capteurs de mesures d'edd_y corrélation. En effet, au cours la période de Septembre 2007 jus_qu'en Juin 2008, l'anémomètre soni_que était placé au sein de la canopée (17m du sol), toutes les mesures étaient donc relatives à la canopée . La vé_gétation empêche la turbulence de l'air de bien se développer. Mais depuis l'installation du Licor en Juin 2008, le mat reliant l'anémomètre soni_que + Licor a été placé à 18m du sol.

Les fi_gures 3.10 et 3.11 illustrent le c_ycle journalier et la _qualité des flux de chaleur sensible et latente au cours des trois sous périodes à Nalohou et à Bellefoun_gou.

La nuit, les flux de chaleur sensible sont très faibles (inférieurs à 10 W.m^-2), les fla_gs de _qualités ne peuvent être attribués. Lors_qu'ils le sont, ils sont de mauvaise _qualité car l'atmosphère est très proche de la neutralité.

On distin_gue trois périodes dans la journée le matin (7h-8h30) oi la _qualité est mo_yenne
ou mauvaise (30% des données de bonne _qualité), le restant de la journée (8h30-17h) oi les

flux sont de bonne _qualité (80%), puis un déclin en fin de journée (17h-18h) mais avec une _qualité lé_gèrement meilleure _que celle du matin (50% de haute _qualité). Le matin et le soir sont des périodes de transition entre une atmosphère turbulente la journée et stable la nuit, les performances des capteurs en sont affectées. On constate é_galement une _qualité _globale meilleure pour H _que pour LE. Comme on l'aper_çoit sur les fi_gures ci-dessous , les données de LE sont de bonne _qualité en milieu de journée _quand les flux de H sont les plus importants et la couche limite est bien développée. Remar_quons _qu'à Bellefoun_gou, en saison sèche entre 11h et 17h on a _que 20% de flux de bonne _qualité.

FIG. 3.10 C_ycle journalier et _qualité de LE et de H durant les sous périodes sèche (a et b), humide (c et d)et intermédiaire (e et 1) a Nalohou.

FIG. 3.11 C_ycle journalier et _qualité de LE et de H durant les sous périodes sèche (c) et humide (a et b) a Bellefoun_gou.

La _qualité des données de flux peut être aussi vérifiée par l'anal_yse du bilan éner_géti_que [35_; 361. Le test de la fermeture du bilan éner_géti_que impli_que la comparaison des flux d'éner_gie mesurés par le s_ystème de covariance de turbulences a des flux mesurés indépendamment (ra_yonnement net et le flux de chaleur ala surface du sol). Pour vérifier le de_gré de fermeture, il suffit de vérifier l'é_galité entre les deux membres de l'é_quation du bilan éner_géti_que soit :

oi H est le flux de chaleur sensible et LE celui de chaleur latente, tous deux mesurés par le s_ystème de covariance de turbulences, Rn le ra_yonnement net et G le flux de chaleur a la surface du sol.

Les données utilisées présentent _quel_ques aberrations dues au mauvais fonctionnement des appareils (par exemple faible tension de batterie) en Novembre et en Juillet. Ces défauts de fonctionnement affectent considérablement les mesures d'edd_y corrélation notamment en début de journée - entre 8h et 10h, en fin de journée - entre 17h et 18h et _quel_ques fois la nuit entre 1h et 3h. En Janvier, on relève a Nalohou une période (14 au 17 janvier 2008)

oi la vitesse du vent a dépassé 30m.s^-1. Toutes ces valeurs ont été supprimées. Remar_quons
aussi _que nous n'avons pas tenu compte des données obtenues les moments oi il _y a eu pluie.

Les fi_gures 3.12 a, b et c illustrent le comportement mo_yen horaire des termes du bilan d'éner_gie sur les 3 sous périodes d'étude. Le ra_yonnement net impose son allure a H, G et LE. Elle est caractéristi_que d'un ciel sans nua_ge. Toutefois, le ra_yonnement net mo_yen maximal est assez faible (450W.m^-2 en saison sèche) _qui est caractéristi_que d'une surface chaude _qui perd beaucoup d'éner_gie par ra_yonnement infrarou_ge.

- En saison sèche, le flux de chaleur latente (évapotranspiration) est extrêmement faible . Le maximum observé est de 5W.m^-2. Quant au flux de chaleur sensible, il est prati_quement é_gal au double du flux de chaleur dans le sol. Le maximum observé est de 450W.m^-2, 315W.m^-2 et 170W.m^-2 respectivement pour Rn, H et G.

- En saison des pluies (fi_gure 3.12.c), le ra_yonnement net fluctue beaucoup avec l'ennua_gement. Toutefois, le maximum observé est supérieur a celui observé en saison sèche. Le ciel plus clair, le sol plus froid et l'albédo plus faible produisent un Rn plus important. Enfin, le 'retard' observé au niveau du maxima du ra_yonnement net montre _que les nua_ges sont présents plutOt en matinée. Le maximum (560W.m^-2) est atteint entre 13h et 14h. La chaleur latente est importante durant cette période (233W.m^-2)_; H et G sont pres_que du même ordre de _grandeur. Leur maxima est de 111W.m^-2 et 89W.m^-2.

- En Novembre (fi_gure 3.12.b), un mois après la dernière pluie, le ra_yonnement net est du même ordre de _grandeur _qu'en saison des pluies (569W.m^-2). Par contre, le flux de chaleur latente a beaucoup diminué (63W.m^-2) au profit du flux de chaleur sensible (271W.m^-2). Le flux de chaleur a la surface du sol au_gmente bien plus lentement (115 W.m^-2).

FIG. 3.12 C_ycle journalier horaire mo_yen de Rn, H, LE et G en Janvier (a), en Novembre (b) et en Juillet (c) a Nalohou.

Pour comparer les différents flux sur les différentes sous périodes, nous avons exprimé cha_que terme du bilan en % du ra_yonnement net (Fi_gure 3.13). On constate donc a Nalohou :

- En Janvier (fi_gure 3.13.a), G représente prati_quement 80% du bilan la nuit, LE est toujours faible inférieur a 5%. Pendant la journée, le pourcenta_ge de H au_gmente de 40 a 80% tandis _que celui de G diminue de 40 a 10%.

- En Juillet (fi_gure 3.13.b), H varie peu durant le c_ycle n_ycthéméral, environ 20 a 25% de Rn. LE dans la journée passe de 60 a 80% et la nuit il reste inférieur a 10%. G est de 25% dans la journée.

- En Novembre (fi_gure 3.13.c), dans la journée le pourcenta_ge de H au_gmente de 30 a 70% tandis _que celui de LE diminue de 30 a 10%. G est sous estimé pour cause de mauvaise estimation pendant cette période (herbes couchées ).

FIG. 3.13 Pourcenta_ge de H, LE et G par rapport a Rn en Janvier (a), Juillet (b) et en Novembre (c) a Nalohou.

Les périodes sèche et intermédiaire sont mar_quées par un dé_ga_gement nocturne important de la chaleur par le sol. Au cours des mêmes périodes, le flux de chaleur sensible est le terme prépondérant du bilan, _quant à la chaleur latente elle passe de sa haute valeur en saison pluvieuse à une mo_yenne en Novembre et devient extrêmement faible en saison sèche.

Il est à noter enfin le bon phasa_ge temporel entre Rn et G obtenu en Janvier et en Juillet. Ce n'est pas le cas en Novembre pour cause de mauvaise estimation de G (voir fi_gure 3.9). A contrario, les flux turbulents (H et LE) perdurent plus lon_gtemps en soirée et causent des rapports H/Rn et LE/Rn diver_gents lors_que le ra_yonnement net s'annule le soir. C'est é_galement le cas pour LE/Rn le matin ce _qui si_gnifie _que la vé_gétation commence à fonctionner dès _que le soleil se lève. A ce moment de la journée, le ra_yonnement courtes lon_gueurs d'onde est disponible alors _que le ra_yonnement net passe des valeurs né_gatives à des valeurs positives.

Nous avons comparé la répartition de la fraction d'éner_gie disponible à la surface du sol c'est-à-dire Rn-G et celle a_yant servi à la convection et à l'évaporation (H+LE). Pour cela, nous avons tracé le nua_ge de corrélation et calculé le coefficient de détermination entre Rn-G et H+LE à partir des mo_yennes de cha_que heure sur les _quinze (15) jours de cha_que sous

Dans les trois cas, la comparaison a mis en évidence une relation très peu dispersée et linéaire entre Rn-G et LE + H.

En Janvier et Juillet, plus de 98% de la variance de (H+LE) est expli_quée par (Rn-G). En Novembre, on note une dispersion plus accentuée autour de la première bissectrice, le coefficient de détermination (R²) de 94%. La pente obtenue en Novembre était prévisible. Ce pourcenta_ge est lié a la _qualité des données de flux turbulents de chaleur observée pendant cette période et é_galement a la répartition des flux de chaleur a la surface du sol. En effet, nous avons montré dans la section (3.1), _que le flux de chaleur a la surface du sol réel est sous estimé dans la zone de mesure de G oi l'herbe n'est pas brülée mais coupée. Aussi on constate _qu'en Janvier, on obtient une bonne fermeture du bilan d'éner_gie avec une pente de 1,07 et une lé_gère surestimation des flux turbulents. En Juillet, la pente de la droite de ré_gression est 0,77. La différence entre les deux saisons étant essentiellement le flux de chaleur latente, il est probable _que l'estimation de ce terme soit sous estimé en Juillet. En Novembre, la pente de la droite de ré_gression est 0,68. Cette mauvaise fermeture est causée d'une part par un flux dans le sol sous estimé et déphasé et d'autre part au flux de chaleur latente _qui est é_galement sous estimé. La sous estimation du flux de chaleur latente provient du fait _que les mesures de w^' et de q^' sont réalisées par 2 capteurs _qui ne sont pas parfaitement colocalisés.

Dans la littérature, plusieurs auteurs ont fait cas de cette situation. Foken et al. (2006) ont montré _que la non fermeture du bilan d'éner_gie est liée aux erreurs de mesure, particulièrement celle de la techni_que d'edd_y corrélation _qui cause une sous estimation des flux turbulents [371. E_galement, Kukharets et al. (2000) ont montré _que cette non fermeture est liée au stocka_ge d'éner_gie _qui s'effectue entre la surface du sol et les différents capteurs de mesure _qui ne se trouvent pas a la même hauteur du sol [381. Panin et al. (1998) pensent _que cette non fermeture est liée a l'hétéro_généIté de la surface du sol [391. D'autres auteurs ont supposé _que les hétéro_généItés du sol produisent des turbulences a de plus _grandes échelles de temps _que les turbulences mesurées par le s_ystème d'edd_y corrélation. Les causes de non fermeture du bilan pour nos données sont certainement une combinaison de ces trois raisons.

FIG. 3.14 HH-LE en fonction de Rn-G en Janvier (a), Juillet (b) et en Novembre (c) a Nalohou.

La comparaison des flux de chaleur sensible en saison sèche montre un écart de 44W.m^-2 entre les flux de chaleur sensible à Nalohou et à Bellefoun_gou. Cet écart est certainement du au _gradient thermi_que en surface c'est-à-dire la différence entre la température de surface et la température de l'air ambiant _qui serait plus importante sur la jachère _qu'en forêt. En particulier, la température de la canopée de Bellefoun_gou est certainement plus faible _que la température du sol à Nalohou à cause des processus de transpiration. La différence relevée entre ces flux s'expli_que aussi par le fait _que l'air est plus humide et plus dense en forêt ce _qui influe sur le développement de la turbulence. Cela est confirmé par la fi_gure (3.15) oi les flux de chaleur sensible la nuit sont nettement né_gatifs à Bellefoun_gou, ce _qui est caractéristi_que d'une couche de surface stable. Le couvert arboré réduit la convection au-dessus de la surface du sol, elle se fait au-dessus de la canopée sur une épaisseur bien plus importante _qu'au dessus des herbacées de la jachère.

FIG. 3.15 C_ycle journalier de H a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période sèche).

En saison humide (fi_gure 3.16), le flux de chaleur sensible diurne est plus important en forêt. Cela est causé par un effet de ru_gosité plus fort à Bellefoun_gou alors _que les températures de couvert sont sensiblement identi_ques en cette saison. Le sol reste frais (pas de

_gradient de température entre la surface du sol et l'air ) sur les deux sites, on n'a donc pas de flux nocturne. La forme du flux obtenue a Nalohou entre 12h et 14h traduit l'effet de passa_ge des nua_ges _qui est très mar_qué sur la jachère. Une comparaison sur une durée plus lon_gue nous permettra de mieux apprécier la variabilité de ce paramètre. En Novembre 2007, la station de flux de Bellefoun_gou avait un problème de batterie, ce _qui fait _qu'on ne dispose pas de données sur cette période pour comparaison avec Nalohou.

FIG. 3.16 C_ycle journalier de H a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide).

La fi_gure 3.17 traduit le c_ycle journalier horaire mo_yen du flux de chaleur latente a Nalohou et a Bellefoun_gou en Juillet. On constate _que l'évapotranspiration est plus importante en forêt _que sur la jachère pendant la journée. Dans la nuit, l'évaporation est prati_quement nulle sur les deux stations.

FIG. 3.17 C_ycle journalier de H a Nalohou et a Bellefoun_gou (sous période humide).

La jachère commence plus tot son évaporation le matin. Les herbacés semblent être plus réactifs a l'éclairement _que la vé_gétation haute. Pour la forêt la mise en route est plus lente mais la d_ynami_que est plus importante. En Janvier 2008, le Licor (_qui mesure le flux de chaleur latente) n'était pas encore installé, nous n'avons donc pas de mesure de LE sur cette période ni en Novembre.

Nous avons étudié précisément cha_que terme de l'é_quation du bilan d'éner_gie de surface. Le calcul des flux turbulents est celui _qui demande le plus d'attention. Le flux de chaleur a la surface du sol a été réalisé par la méthode des harmoni_ques a partir des mesures de températures du sol en prenant un soin particulier aux profondeurs de mesures. Nous avons montré a travers la comparaison du flux de chaleur harmoni_que et celui de la FAO _que la formulation de [141 n'est pas adaptée aux sols chauds et secs. L'influence du couvert vé_gétal sur ce paramètre est aussi a noter. La couverture du sol joue un rOle d'amortisseur entre la surface du sol et l'atmosphère.

Les flux turbulents de chaleur sont calculés par la méthode d'edd_y corrélation. La _qualité

de ces données a été vérifiée selon deux approches le schéma de [321 et la fermeture du bilan d'éner_gie. La _qualité des données est relativement bonne pendant les trois sous périodes. Le test de fermeture du bilan d'éner_gie est aussi correct pour la sous période sèche. Pour la sous période humide, les flux de chaleurs latentes sont probablement sous estimés, et pour la sous période intermédiaire le flux a la surface du sol est faussé par le fait _qu'une litière a été laissée sur le sol a l'endroit des capteurs. Les différents coefficients de détermination obtenus entre la _quantité d'éner_gie disponible et celle a_yant servi a la convection et a l'évaporation a Nalohou sont satisfaisants lors_que les données aberrantes sont filtrées.

Conclusion générale et perspectives

Ce mémoire _qui s'inscrit dans le cadre du pro_gramme AMMA (Anal_yse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) et du projet Ouémé-2025, vise a comprendre le fonctionnement de l'interface surface - atmosphère. L'objectif est de réaliser une première estimation des flux d'éner_gie et de documenter les flux d'évapotranspiration en climat soudanien.

Les interactions surface - atmosphère sont complexes. L'anal_yse détaillée des processus des différents échan_ges _qui s'effectuent dans la couche limite atmosphéri_que est indispensable a leur compréhension. Dans cette opti_que, l'anal_yse du bilan d'éner_gie a la surface est une étape incontournable. Comprendre cette relation en zone soudanienne est particulièrement intéressant en raison du lien étroit observé entre condition atmosphéri_que et variabilité climati_que, ainsi _que le rOle important _que joue l'évapotranspiration dans le bilan h_ydrolo_gi_que.

Ce travail constitue une première anal_yse du bilan d'éner_gie en zone soudanienne. Notre étude a porté sur deux stations situées dans la Don_ga/Bénin une jachère herbacée (Nalohou 974484N, 160457E, 449 m) et une forêt claire (Bellefoun_gou 979115N, 171800E, 414 m).

L'anal_yse météorolo_gi_que sur une année faite (chapitre 2) a partir des données de Nalohou montre une saisonnalité notable des paramètres climati_ques. De cette anal_yse, trois périodes de _quinze (15) jours chacune ont été identifiées. Les principaux termes du bilan d'éner_gie de méso-échelle ont été évalués et leur variabilité caractérisée sur ces différentes périodes. Le calcul des flux turbulents de chaleur est celui _qui nécessite le plus d'attention. Le flux de chaleur a la surface du sol a été calculé par deux méthodes la méthode des harmoni_ques et la formulation empiri_que de la FAO.

Dans un premier temps, nous avons comparé le flux de chaleur harmoni_que calculé a Nalohou en janvier oi le sol est nu et aucune pluie n'est tombée depuis des mois, avec celui calculé a partir de la formulation de la FAO. On a remar_qué a travers cette comparaison _que le flux de chaleur calculé a partir de la formulation de FAO sous estime le flux de chaleur a la surface du sol _quand le sol est sec et chaud de pres_que 50%. La conclusion tirée de cette comparaison est _que la formulation de la FAO est mise a défaut pour les sols chauds et secs. D'autre part, on a constaté a partir de la comparaison des c_ycles journaliers de G au niveau des deux sites et sur les trois périodes _que ce paramètre est plus important a Bellefoun_gou _qu'a Nalohou. Le déphasa_ge temporel et la faible amplitude observés en Novembre a Nalohou sont liés a la couverture du sol (litière) _qui diminue et retarde la _quantité d'éner_gie devant parvenir a la surface du sol. Elle joue donc le rOle d'amortisseur entre la surface du sol et l'atmosphère.

Les flux turbulents de chaleur ont été mesurés par edd_y corrélation. L'anal_yse de leur _qualité a permis de vérifier la fiabilité des ces données. Plus des 75 % des données _qualifiables sont de _qualité haute c'est-a-dire _qu'elles sont utilisables pour une recherche fondamentale. Aussi, l'anal_yse des tracés des c_ycles journaliers de H et de LE ainsi _que de leurs _qualités associées a montré _que les données sont de très bonne _qualité dans la journée lors_que l'atmosphère est instable. On a remar_qué é_galement _que la _qualité de LE est liée a celle de H. Plus l'atmosphère est turbulente et plus l'eau arrive a s'évaporer rapidement au sein de celle-ci. On a remar_qué enfin _que, les flux d'évapotranspiration mesurés sur la forêt de Bellefoun_gou étaient de mauvaise _qualité avant la construction d'un pilOnne pour supporter les appareils. L'ancien mat téléscopi_que était trop court et surtout trop instable pour permettre des mesures de _qualité bonne.

Les résultats du calcul du bilan d'éner_gie (Nalohou) sur les trois périodes ont montré une saisonnalité très mar_quée des flux d'éner_gie. La saison sèche est caractérisée par un taux élevé du flux de chaleur sensible et du flux de chaleur a la surface du sol_; le flux de chaleur latente est faible pendant cette période. En saison humide, le flux de chaleur latente est prépondérant. En Novembre oii le ra_yonnement net est plus élevé _que ce _qui est observé en

saison sèche et en saison humide, H et G représentent aussi les termes majoritaires du bilan. Mais, ils demeurent plus faibles _que ceux observés en Janvier. Le flux de chaleur latente est mo_yen durant cette période. La variabilité spatiale des flux de chaleur sensible et de chaleur latente a été montrée a travers la comparaison de ces paramètres au niveau des deux sites en saison sèche et humide. Nous pouvons a partir de cette première anal_yse du bilan d'éner_gie donner une d_ynami_que de l'évapotranspiration réelle au pas de temps mensuel, journalier et voir même de la demi-heure.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette étude nous ont permis de _quantifier chacune des composantes du bilan d'éner_gie sur trois périodes de 15 jours chacune dans la Don_ga/Bénin. Une anal_yse plus poussée reste nécessaire pour l'estimation du flux de chaleur latente au vu des résultats _qui montrent une sous estimation s_ystémati_que de ce terme. D'autre part, une attention particulière sera portée au calcul du flux a la surface du sol aux inter-saisons en raison de la couche de litière laissée sur le site de mesure en Novembre.

La poursuite de cette étude sur une durée plus lon_gue permettra de mieux caractériser les variabilités intra et inter saisonnières des différentes composantes du bilan. Elle permettra é_galement d'ac_quérir une meilleure compréhension du fonctionnement de l'interface surface - atmosphère en vue de la documentation des flux d'évapotranspiration. Il est aussi a noter _que cette étude menée sur une période plus lon_gue contribuera a bien identifier les paramètres _qui influencent le bilan d'éner_gie en zone soudanienne. Enfin, il s'a_gira é_galement de vérifier la fermeture du bilan de masse h_ydrolo_gi_que a partir des mesures de l'évapotranspiration réelle. Une comparaison entre l'évapotranspiration réelle et l'évapotranspiration potentielle est envisa_gée afin de tester le réalisme des paramétrisations couramment utilisées en h_ydrolo_gie et _qui estiment l'évapotranspiration réelle a partir de l'évapotranspiration potentielle.

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Comment = Extraction des variables du fichier brut Comment = Vitesse en m/S, Co2 en m_g/m3, H20 en _g/m3 Comment = Pression en kpa, T en~C

Comment = mo_yenne et écart-t_ypes Comment = sur U, V, W, co2, _q, T, P 1 chn statistics

Stora_ge Label Mean = u-sonic-mean Stora_ge Label Std Dev = u-sonic-std Stora_ge Label Skewness =