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Bioclimatologie

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La bioclimatologie étudie les relations entre les écosystèmes cultivés ou naturels et le climat. Les démarches agronomiques et les techniques agricoles peuvent ainsi être améliorées tout en veillant au respect de l’environnement. Les bases physiques et biologiques exposées dans cet ouvrage, ainsi que diverses méthodes de mesure ou d’analyse, permettent de proposer des alternatives aux approches fondées sur des relations empiriques ou statistiques. Le livre donne aussi de nombreux exemples d’applications qui découlent de ces principes. Public : étudiants, futurs ingénieurs en agronomie, écologie végétale, agrométéorologie et sciences de l’environnement, professionnels de l’agriculture et chercheurs de disciplines connexes.


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Collection Synthèses Bioclimatologie. Concepts et applications, Sané de Parcevaux, Laurent Hubert, 2007, 336 p. Plantes transgéniques : faits et enjeux, André Gallais, Agnès Ricroch, 2006, 304 p. L’agronomie aujourd’hui, Thierry Doré, Marianne Le Bail, Philippe Martin, Bertrand Ney, Jean Roger-Estrade, coord., 2006, 384 p. Reproduction sexuée des conifères et production de semences en vergers à graines, Gwenaël Philippe, Patrick Baldet, Bernard Héois, Christian Ginisty, 2006, 572 p. La photosynthèse Processus physiques, moléculaires et physiologiques, Jack Farineau, Jean-François Morot-Gaudry, 2006, 412 p. L’armillaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux, Jean-Jacques Guillaumin, coord., 2005, 504 p. © Éditions Quæ, 2007
eISBN 9782759200474
ISSN : 1777-4624 er Le code de la popriété intellectuelle du 1 juillet 1992 interdit la photocopie à usage collectif sans autorisation des ayants droit. Le non-respect de cette disposition met en danger l’édition, notamment scientifique. Toute reproduction, partielle ou totale, du présent ouvrage est interdite sans autorisation de l’éditeur ou du Centre français d’exploitation du droit de
e copie (CFC), 20, rue des Grands-Augustins, Paris 6 .
Présentation
La bioclimatologie étudie les relations entre l’environnement physique et les organismes vivants.Synthèse entre les sciences physiques et biologiques, cette discipline - initiée au sein de l’Inra par Henri Geslin - contribue fortement à la compréhension des relations entre les écosystèmes cultivés ou naturels et le climat ; elle permet par conséquent l’amélioration des techniques agricoles avec notamment la définition des conditions de culture et la lutte contre les stress ou les intempéries (sécheresse, gel, vent…), tout en veillant au respect de l’environnement. Les bases physiques et biologiques exposées dans cet ouvrage, ainsi que diverses méthodes de mesure ou d’analyse, permettent de proposer des alternatives aux approches fondées sur des relations empiriques ou statistiques. Le lecteur trouvera également de nombreux exemples d’applications qui découlent de ces principes. Cet ouvrage est destiné aux étudiants et aux futurs ingénieurs en agronomie, écologie végétale, agrométéorologie, sciences de l’environnement, de même qu’aux professionnels de l’agriculture et aux chercheurs de disciplines connexes (géographie, aménagement ….). Sané de Parcevaux, ingénieur agronome, physicien, docteur ès sciences et directeur de recherche à l’Inra a été directeur du Centre d’études phytosociologiques et écologiques au CNRS, puis adjoint au chef de département de biologie du CEA et chargé de cours dans plusieurs établissements supérieurs. Il a participé à la formation des conseillers agricoles dans le cadre de l’assemblée permanente des chambres d’agriculture. Laurent Huberest docteur-ingénieur en sciences agronomiques, habilité en sciences de la vie et directeur de recherche à l’Inra. Au sein de l’Unité mixte de recherche Inra-AgroParisTech environnement et grandes cultures (EGC), il consacre à présent ses recherches sur la dispersion de particules biotiques (spores, pollen) par la pluie et le vent. Il coordonne l’équipe de recherche Biosphère-Atmosphère de l’UMR EGC sur le site de Grignon.
« L’homme est capable de parvenir à une conception unifiée et organique du savoir… La fragmentation du savoir entrave l’unité intérieure de l’homme contemporain, parce qu’elle entraîne une approche parcellaire de la vérité et que, par conséquent, elle fragmente le sens… La vie humaine et le monde ont en effet un sens et sont orientés vers leur accomplissement… »
J.P. II., Foi et Raison.
Sommaire
Page de titre Page de Copyright Présentation Epigraphe Avant-propos Remerciements Introduction Chapitre 1 -Transferts d’énergie par rayonnement Généralités Nature et qualité du rayonnement Interaction des rayonnements et de la matière Quelques définitions concernant le rayonnement Mesure du rayonnement Principes et appareils Unités Résultats Constante solaire Causes des fluctuations du rayonnement solaire reçu au sol Fluctuations du rayonnement solaire et de la durée d’insolation Variations des rayonnements de grandes longueurs d’onde Bilan du rayonnement : effet de serre Importance biologique et agronomique du rayonnement Interactions du rayonnement et des systèmes vivants Importance écologique de l’éclairement et adaptation à l’ombrage Phototropisme Photopériodisme Lumière et différenciation des stomates Éclairage artificiel et croissance des plantes Applications agronomiques de la télédétection Conclusion Exercices Chapitre 2 -Transferts dans l’air : vent Généralités Circulation atmosphérique Processus des transferts atmosphériques Mesure Mesure de la pression Mesure de la direction et de la vitesse du vent Mesure des flux turbulents au-dessus d’un couvert végétal Variations de la vitesse du vent dans la biosphère Échelle locale Échelle du paysage Échelle régionale ►►Importance agronomique Dégâts dus au vent Transport des particules d’origine biologique (graines, spores, pollens) Dynamique et impact de polluants gazeux à l’interface biosphère-atmosphère Brise-vent et bocage Conclusion
Exercices Chapitre 3 -Transferts de chaleur : température Généralités Température et chaleur Rôle du bilan radiatif : effet de serre Propagation de la chaleur : conduction Notion de moyenne, d’amplitude, de normale Mesure (repérage) Principales méthodes de détermination de la température Indice actinothermique Résultats Variations en un même lieu dans le temps et l’espace Variations d’un lieu à un autre : climat et microclimat Évolution historique du climat Température et plantes : importance agronomique Action sur la croissance durant une phase de différenciation Action sur la différenciation Thermopériodisme Accidents dus aux températures extrêmes et concernant les plantes Modifications du microclimat thermique Conclusion ►►Exercices Chapitre 4 -Transferts d’eau et d’énergie Généralités Propriétés et structure de l’eau : la liaison hydrogène Eau à l’état statique : eau libre, eau liée, eau de constitution Dynamique de l’eau Cycle de l’eau (fig. 4.8) ►►Mesure Teneur en eau, humidité Potentiel hydrique Précipitations Évaporation, évapotranspiration : bilan d’énergie Résultats Pluie Tension de vapeur d’eau dans l’air Potentiel Évaporation, évapotranspiration Importance biologique et agronomique de l’eau Contraintes dues à l’eau Offre en eau du sol Demande : évapotranspiration, advection Eau dans la plante : point de vue dynamique Conclusion Exercices Chapitre 5 -Transferts de gaz carbonique : métabolisme Généralités Propriétés : diffusion, thermodiffusion Cycle du carbone Mesure Résultats
Bilan et évolution du gaz carbonique au niveau du globe Variations de la teneur en gaz carbonique dans une culture Importance agronomique Photosynthèse : facteurs limitants Respiration Rôle et comportement des stomates en fonction des facteurs du milieu Efficience Production de biomasse, rendement, modélisation Influence du gaz carbonique atmosphérique sur la température et les plantes Conclusion Exercices Conclusion Annexes Références bibliographiques Index
Avant-propos
Ce manuel prend ses sources dans un enseignement de la bioclimatologie dispensé à l’École nationale supérieure d’horticulture de Versailles et à l’Institut supérieur agricole de Beauvais. Dans cet ouvrage, nous expliquons les processus fondamentaux, ce qui nécessite un rappel de bases élémentaires et définissons au mieux les termes propres à cette discipline : le Dictionnaire encyclopédique d’agrométéorologie réalisé en collaboration avec quelques spécialistes sera un complément utile dans ce domaine. En revanche, les techniques et matériels de mesure, déjà traités de façon exhaustive dansClimatologie de l’environnement (1997) de notre collègue Gérard Guyot, sont abordés ici de manière succincte. Par souci de clarté et d’efficacité, nous avons limité le nombre de sujets traités aux plus intéressants. La trame principale de l’ouvrage repose sur les transferts d’énergie, bases de tous les processus vivants dans la biosphère : les transferts d’énergie par rayonnement ; l’aérodynamique et le vent qui jouent un grand rôle dans ce domaine ; les transferts de chaleur et la température ; les transferts d’énergie sous forme de chaleur latente et l’eau ; enfin les transferts de gaz carbonique liés au métabolisme et à la productivité végétale. À la fin de chaque chapitre, le lecteur trouvera des exercices dont certains avec les solutions. Pour faciliter la lecture, des sujets d’importance secondaire ou d’ordre technique figurent en encadrés. Afin de ne pas alourdir le texte par des références bibliographiques, une liste d’ouvrages généraux et de références permettra à ceux qui le souhaitent d’approfondir leurs connaissances. Un index complète ce manuel destiné aux étudiants de l’enseignement supérieur. Sané de Parcevaux
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