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Nicolas Vuichard

Chercheur CEA

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Id-hal: nicolas-vuichard

 

Sujet de recherche

Mes travaux de recherche ont pour objectif de caractériser les flux de carbone et d’azote et leurs interactions au sein des écosystèmes terrestres, en particulier les agroécosystèmes, dans le contexte actuel de forte pression anthropique. Depuis 1960, la production mondiale de céréales et le nombre de ruminants ont augmenté respectivement de 240% et 60%. Cet accroissement de la production agricole est dû à l’augmentation des rendements permise en partie par l’usage massif d’engrais de synthèse et, dans une moindre mesure, à l’extension des surfaces agricoles. Ces changements profonds du secteur agricole ont eu des répercussions directes et indirectes sur les cycles biogéochimiques des écosystèmes terrestres. A titre d’exemple, la fertilisation des zones cultivées permet une augmentation de la productivité des écosystèmes gérés mais s’accompagne d’émissions de composés azotés par les sols, notamment d’oxyde nitreux, un gaz à effet de serre. En retour, l’augmentation des concentrations atmosphériques de composés azotés réactifs (d’origine agricole mais aussi industrielle) induit une augmentation des dépôts azotés sur tous les types d’écosystèmes, notamment naturels, entraînant une fertilisation indirecte de ces écosystèmes.

Je rends compte de ces échanges de carbone et d’azote à l’échelle du globe par une approche de modélisation mécaniste du fonctionnement des écosystèmes terrestres, à l’aide du modèle de biosphère terrestre ORCHIDEE que je co-développe à l’Institut Pierre-Simon Laplace.

Formation / CV

Juin 2020 Habilitation à Diriger des Recherches, "Impact de l'anthropisation des surfaces terrestres sur les cycles du carbone et de l'azote", Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines
Depuis Déc. 2009 Chercheur CEA, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Saclay (France)
Fév 2008 – Déc 2009 Post-doctorat, CIRED, Nogent-sur-Marne (France) en lien avec le LSCE. Etude du bilan carboné de cultures utilisées pour la production d'agrocarburants.
Sept 2007 – Jan 2008 Ingénieur de recherche, INRA, Clermont-Ferrand (France). Développement de modèles de végétation.
Fév 2006 – Août 2007 Post-doctorat, University of Tuscia, Viterbo (Italie). Etude de l'impact de la gestion et du changement d'usage des terres sur le bilan carboné d'agrosystèmes
Oct 2001 – Juin 2005 Doctorat, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Saclay (France)
Modélisation des flux de gaz à effet de serre des prairies européennes. Université Paris VI.
Sept 2000 – Juin 2001 DEA en Ecologie, Université Paris VI.
Sept 1997 – Juin 2000 Diplôme d'ingénieur de l'ISIMA – Institut Supérieur d'Informatique, de Modélisation et de leurs Applications, Université Clermont-Ferrand II.
Sept 1995 – Juin 1997 DEUG en Sciences de la Vie, Université Paris-Sud.
Sept 1994 – Juin 1995 Première année de DEUG Photographie, Université Paris 8
Juin 1994 Baccalauréat (série D)


 

 


 


 


 

Publications scientifiques

Collaborations - Encadrements

CDD Chercheurs / Ingénieurs

Mars 2022 - Karine LAURENT, « Développement d'un cycle interactif de l'azote dans le modèle de système Terre de l'IPSL »
Février 2019 - Avril 2020 Mohamed SAAD, « Evaluation des émissions de NH3 simulées par le modèle ORCHIDEE »
Mars 2016 – Juillet 2017  Palmira MESSINA, « Interactions carbone/azote au sein des écosystèmes terrestres »
Janvier 2013 – Juin 2014 Xiuchen WU, « Développement du modèle ORCHIDEE-CROP, couplant le modèle ORCHIDEE au modèle agronomique STICS »
Mars 2011- Décembre 2014 Abdoul Khadre TRAORE, « Etude de la variabilité des flux de carbone et d’eau des écosystèmes africains, à l’aide des modèles ORCHIDEE et ORCHIDEE-STICS »
Octobre 2008 – Mars 2010 Longhui LI, « Evaluation du modèle ORCHIDEE-STICS sur un ensemble de cinq sites de culture de blé à travers l’Europe »

Etudiants en thèse

Oct. 2019 - Mars 2023 Jaime Andres RIANO SANCHEZ, Evolution de la productivité globale des écosystèmes terrestres sous contrainte liée à la disponibilité en azote : analyse sur la période historique récente et projections futures. Thèse de l'université Paris-Saclay. Co-direction avec Philippe Peylin
Oct. 2019 - Mars 2023 Maureen BEAUDOR, Modélisation globale du cycle de l'azote: quantification des interactions biospère continentale - atmoshpère et perturbations associées à l'évolution du secteur agricole et au changment climatique. Thèse de l'université Paris-Saclay. Co-direction avec Didier Hauglustaine et Juliette Lathière.
Oct 2018 - Jan 2022 Julia BRES, Modéliser l'évolution des plantes à fleurs au Crétacé et leurs rétroactions avec le climat. Thèse de l'université Paris-Saclay. Co-direction avec Pierre Sepulchre et Nicolas Viovy.
Jan. 2011 – Mai 2014 Jinfeng CHANG, Amélioration de la représentation des systèmes prairiaux dans un modèle de dynamique de végétation global. Thèse de l’Université Versailles – Saint-Quentin en Yvelines, sous la direction de Nicolas Viovy
Déc. 2009 – Juin 2013 Aude VALADE, Modélisation de la culture de la canne à sucre avec un modèle d'agroécosystème terrestre : paramétrisation et propagation de l'incertitude. Thèse de l’Université de Versailles – Saint-Quentin en Yvelines, sous la direction de Philippe Ciais.

Etudiants en Master / Licence

Février 2022 - Juillet 2022 Clara SENCERIN, Modélisation de l'évolution du cycle saisonnier de la concentration atmosphérique en CO2 en transportant les flux simulés par un modèle global d'écoystèmes, Stage de M1 "Biodiversité, Ecologien Evolution", Université Paris-Saclay.
Avril 2021 Lauren JOONEKINDT, Quantification de l'impact des dépôts d'azote sur la productivité des écosystèmes terrestres, par une approche de modélisation mécanisten Stage de L3, Université de Paris.
Avril 2020 - Sept. 2020 Julien ALLEON, Modélisation des transferts hydriques dans le continuum sol-plante, avec le modèle de surfaces continentales ORCHIDEE, Stage de fin d'études, Ecole Centrale de Lyon.
Avril 2019 – Août 2019 Ghassen FATHALI, Impacts of land-use changes on the biophysical land state and the climate system, using Earth System Model simulations (on-going CMIP6 exercise). Stage de Master 2, Climate, Land-Use, Ecosystem Services, AgroParisTech.
Avril 2018 – Juin 2018 Louis-Axel EDOUARD-RAMBAUT, Evaluation des émissions de N20 simulées par le modèle ORCHIDEE à l’échelle globale. Stage de Master 1, Biodiversité Ecologie Evolution, Université Paris-Sud.
Avril 2017 – Juillet 2017 Thomas AUDOUX, Représentation des flux d'ammoniac dans le modèle ORCHIDEE : état des lieux et voies d'amélioration. Stage de Licence 3, Chimie, Université Paris Diderot
Fév. 2015 – Sept 2015 Ardalan TOOTCHI, Toward a better representation of Soil evaporation in ORCHIDEE model: state and pathways of improvement. Stage de Master 2, “Water, Air, Pollution and Energy”, Ecole Polytechnique.
Juin 2014 – Juillet 2014

Aymeric SERVETTAZ, Evaluation globale du flux d’évapotranspiration simulé par le schéma hydrologique à 11 couches du modèle ORCHIDEE. Stage de Licence 3, Département de Géosciences, ENS Ulm.

Participation à des projets de recherche

2017-2020 CRESCENDO – “Coordinated Research in Earth Systems and Climate: Experiments, kNowledge, Dissemination and Outreach”, Projet européen H2020. Participation au groupe WP1 “Improving ESMs: Terrestrial biogeochemical processes”
2013-2017 ERA-CLIM2 – “European Reanalysis of the Global Climate System“, Projet européen FP7. Participation au groupe WP1 “Global 20th century reanalysis”.
2013-2016 AEGES – “Atténuation des émissions de GES dans les systèmes prairiaux“, Projet ADEME REACCTIF. Participation à la tâche 4 « Estimations des émissions de GES à l’échelle de la France ».
2010-2014 ClimAfrica  – "Climate change predictions in Sub-Saharan Africa: impacts and adaptations", Projet européen FP7. Responsable pour le LSCE et participation au groupe WP3 "Analysis of climate impacts on key ecosystem services".
2010-2012 GHG-Europe – "Greenhouse gas management in European land use systems", Projet européen FP7. Participation au groupe WP5 "Quantification of the annual to decadal magnitude and variability of the C and GHG budget of European terrestrial ecosystems for EU 27" et responsable du WP5.4 "Synthesis".
2008-2011 VALIDATE – "Vulnérabilité des prairies et des élevages au changement climatique et aux évènements extrêmes", Projet ANR.
Participation au groupe WP4 "Prédiction des changements climatiques, impacts régionaux et rétroactions.
2004-2009 CarboEurope-IP – "Assessment of the European Terrestrial Carbon Balance", Projet européen FP6.
Participation au groupe WP4.4 "Bottom-up determination of the surface carbon balance".
2002-2005 GREENGRASS – "Sources and Sinks of Greenhouse Gases from managed European Grasslands and Mitigation Strategies", Projet européen FP5.
Participation aux groupes WP3 "Process modelling of greenhouse gas fluxes & field-level mitigation options" et WP5 "Upscaling & simulation of European wide mitigation scenarios".

Enseignement

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