Emissions de Composés Organiques Volatils au sein des

formations végétales méditerranéennes et relation avec les potentialités d’inflammation

NIV

E

D E

EN

C

UMR 6116

Ministère de l’agriculturede l’alimentationde la pêcheet des affaires ruralesDERF

Convention 61 45 80 03 / 02Durée 3 ans2003 - 2005

Intérêt des COVBIntérêt des COVB

Pollution atmosphérique Polluants secondaires (O3, particules, aérosols)

Réchauffement climatique

Incendies de forêts Concentration importante dans l’atmosphère en période de sécheresse (Hypothèse de l’existence de nappes de COVB)

Apparition et propagation des feux

COVB : isoprène et monoterpènes (…)

Composés à point flash très bas

Facilement inflammables

Observations : Effet boule de Feux (ou « flash over »)

Brusque accélération et progression de l’incendie (20km/h)

Besoins de connaître les émissions des Composés Organiques Volatils (COV) par les végétaux.

Gestion et Prévention des incendies de forêts

Facteurs impliqués dans les émissionsFacteurs impliqués dans les émissions

Facteurs biotiques

Défense de la plante face aux herbivores, microbes, virus

Attraction des

pollinisateurs

Facteurs abiotiques

Température, PAR

Apport en eau

Polluants atmosphériques (e.g. CO2, O3)

COMPETITION STRESS HYDRIQUE SUBSTRATPrésence d’espèces voisines en milieu naturel

Stress climatique Deux types de sols en Région Méditerranéenne

COV

COV

Objectifs de l’étudeObjectifs de l’étude

Étudier l’impact des facteurs environnementauxsur les émissions de COV par les végétaux

Les Facteurs entraînent-ils des modifications des émissions ? Interaction substrat / compétition : quel est le facteur dominant ?La réponse aux facteurs varie t-elle avec l’espèce ?

Comment varie la nappe en fonction des structures de végétation Relation entre émission et inflammabilité

Matériel et méthodesMatériel et méthodes Choix des espèces étudiées (émission + inflammabilité) :

Espèces répandues en Provence et stratégies d’émission différentesCistus albidus L.

Pinus halepensis Mill.Quercus coccifera L. Rosmarinus officinalis L.

Expérimentation en serre – Prélèvements in situ Substrat : calcaire ou silice Compétition intra et inter –spécifique Stress hydrique

Etude de la nappe (Sites de Valabre) Effet de la structure de la végétation (ouvert et fermé)

1- Conditions météorologiques Température et hygrométrie de l’airVentPluviométrieCourverture nuageuse

2- Inflammabilité Fréquence d’inflammationDélai moyen d’inflammation MDIDurée de combustion MDCIntensité de combustionDétermination d’une note

3- Teneur en eau

Paramètres mesurés pour l’inflammabilité

Paramètres mesurés pour l’inflammabilité

20/7/2004Milieu Fermé

22/07/2004Milieu ouvert

AM PM AM PM

Température °C 23.5 33 25.5 34.5

Hygrométrie % 45.2 37 58.2 28.0

Vent m/s 0.2 1.4 0.5 2.5

Pluviométrie 0 0 0 0

Ciel Nuages de traine

Bleubrumes

Dégagé Dégagé

Conditions météorologiquesConditions météorologiques

Matin Après Midi

Kermes Ciste Pin Alep Romarin

O F O F O F O F

Fréquence d’inflammation

50 50 50 50 50 50 50 50

MDIs 18.5 15.2 17.7 13.7 12.9 8.8 13.5 12.3

MDCs 14.7 14.3 22.9 21.1 16.6 19.2 16.5 16.3

Intensité de combustion

2.4 2.7 2.5 2.3 3.2 3.1 3.8 4.1

Note 3 4 4 4 4 5 4 4

Teneur en eau 43.8 38.6 36.2 34.8 44.4 40.6 33.1 32.8

Résulats inflammabilité – teneur en eauRésulats inflammabilité – teneur en eau

Conclusions inflammabilitéConclusions inflammabilité

• Extrême sensibilité des végétaux (MDI< 20)

• Stress hydrique de tous les végétaux (teneurs en eau extrêmement faibles)

• Végétaux de la station fermée plus inflammables que ceux de la station ouverte

Echantillonnage COV sur les végétauxEchantillonnage COV sur les végétaux

Echantillonnage nappe : Milieu ferméEchantillonnage nappe : Milieu fermé

4. Niveau supérieur

3. Niveau moyen

1. Litière

2. Sur les arbustes

Gradient?

4 mesures/hauteur

-Prélèvements le 15 juillet 2004

Echantillonnage nappe: Milieu ouvertEchantillonnage nappe: Milieu ouvert4. Niveau supérieur

3. Niveau moyen

2. Sur les arbustes

1. Litière

Gradient?

4 mesures/hauteur

0

1

2

3

4

5

6

MONO SESQUI TOTAL

µg

CO

V.h

-1h

.g-1

MS

Calcaire Silice

0

1

2

3

4

5

6

MONO SESQUI TOTAL

µg

CO

VB

. h-1

.g-1

MS

Isolé Compétition

Pas d’effet compétition significatif

Effet substrat significatif : Plus d’émissions sur Silice

Résultats COV : Quercus coccifera Résultats COV : Quercus coccifera

0

1

2

3

4

5

6

7

8

MONO SESQUI TOTALµ

gC

OV

B.h

-1.g

-1M

S

Isolés Compétition

0

1

2

3

4

5

6

7

8

MONO SESQUI TOTAL

µg

CO

VB

.h-1

.g-1

MS

Calcaire Silice

Résultats COV : Pinus halepensis Résultats COV : Pinus halepensis

Pas d’effet substrat significatif Effet compétition significatif : plus d’émissions en compétition

Résulats COV : Nappe in situRésulats COV : Nappe in situ

• COV observés à différents niveaux dans l’atmosphère

• Différences quantitatives entre milieu ouvert et milieu fermé

• Au niveau du végétal• Au niveau de l’atmosphère

(+ en milieu fermé)

Etat d’avancement COVEtat d’avancement COVAnalyse de l’effet du substrat et de la compétition

intraspécifique en serre (03/2004)Analyse de l’effet du substrat in situ (03/2004)Analyse du stress hydrique (06/2004 : analyses en cours)Etude des COVB dans l’atmosphère (07/2004 : analyses en

cours)Analyse de l’effet de la compétition interspécifique

(03/2005)

Travaux COV effectués dans le cadre d’une thèse (Financement ADEME – Région PACA)