Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

C'est à un voyage à l’intérieur de la recherche que nous convie Catherine Mougenot, hors des sentiers battus des évaluations, des acquis et des résultats chiffrés. L’aventure commence à l’occasion d’un programme de recherche rassemblant une communauté très large de chercheurs de terrain : agronomes, sociologues, géographes, économistes, politiciens, anthropologue ou toxicologues, qui ont tous accepté la confrontation des disciplines et ce qu’elle implique d’atermoiements, de négociations, de renoncements.Le programme n’est que prétexte à une démarche réflexive dans laquelle l’auteur entraîne les acteurs de la recherche. L’ouvrage prend l’allure de récits où la dimension sensible devient essentielle.

Research --- Agriculture --- Biodiversity. --- Recherche --- Biodiversité --- Public services --- Intervention de l'état --- state intervention --- Biodiversity --- Agronomie --- Agronomy --- Gestion des ressources --- resource management --- environment --- research --- organization of research --- Expérimentation au champ --- Field experimentation --- Sociologie --- Sociology --- Biodiversité

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Expérimentation --- experimentation --- Champ --- Fields --- Méthode statistique --- Statistical methods --- Aide technique --- Technical aid --- Coopération --- Cooperation --- extension activities --- Expérimentation au champ --- Field experimentation --- Méthodologie --- methodology --- AGR Agriculture --- agronomy --- agronomical experimentations --- field experiments --- research --- experimentation. --- Cooperation. --- Feldversuch --- Landwirtschaft --- Technische Kooperation --- Entwicklungshilfe

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Agronomy --- Developing countries --- Adoption de l'innovation --- Innovation adoption --- Développement rural --- Rural development --- Expérimentation au champ --- Field experimentation --- Recherche agronomique --- Agricultural research --- Agriculture traditionnelle --- Traditional farming --- Pays en développement --- Agriculture --- Agricultural innovations --- Research --- On-farm --- Technology transfer --- Agriculture - Research - On-farm --- Agriculture - Technology transfer --- Agriculture - Research - Developing countries - On-farm --- Agricultural innovations - Developing countries --- Agriculture - Technology transfer - Developing countries --- Population paysanne --- Population

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Végétation --- Pollution atmosphérique --- Politique de la recherche --- Research policies --- Chambre de croissance --- Expérimentation au champ --- Field experimentation --- Meteorology (General) --- Meteorology (General). --- Plant physiology. Plant biophysics --- Basic Sciences. Meteorology --- vegetation --- ecology --- carbon dioxide --- Environmental impact --- air pollution --- Évaluation --- evaluation --- Measurement --- methodology --- Metabolism --- Plant physiology --- population dynamics --- Models --- Expérimentation --- experimentation --- Growth chambers --- Europe --- vegetation. --- evaluation. --- experimentation.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Pesticiden zijn chemische of natuurlijke producten die gebruikt worden voor de bescherming van planten en dieren tegen plagen, ziektes en onkruid. Zowel de landbouw, de industrie, de overheid en huishoudens maken regelmatig gebruik van pesticiden. De laatste jaren is de bezorgdheid rond het milieu en de gezondheid gestegen. Dit resulteerde in een verhoogde interesse naar een veilige en gezonde toepassing van pesticiden. Verschillende experimentele studies toonden aan dat drift of het landen van pesticiden naast het te bespuiten veld schade kan toebrengen aan de gezondheid van omwonende mensen of oevallige passanten, aan naburige ecosystemen en aan de gewassen van aanliggende velden. Partikeldrift is het landen van pesticidendruppels naast het veld van toepassing tijdens de bespuiting zelf. Dit werk onderzoekt enkel dit driftfenomeen, dampdrift en de afgifte van pesticiden naar de bodem worden niet besproken. Een grote verscheidenheid aan parameters zoals veldtopologie, windsnelheid, windrichting, boomhoogte, rijsnelheid, spuitdopontwerp en de spuittechniek van de operator beïnvloeden driftvorming. Verder is er een grote variabiliteit waargenomen in de driftwaarden opgemeten tijdens veldexperimenten. Deze verscheidenheid aan parameters en de grote opgemeten variabiliteit maken het moeilijk tot een objectieve en transparante interpretatie van driftexperimenten te komen. Het doel van deze thesis is de kennis van partikeldrift te verdiepen door middel van een 'Computational Fluid Dynamics' of CFD model. Het grote voordeel van de techniek 'Computational Fluid Dynamics' is dat alle parameters die drift beïnvloeden onafhankelijk van elkaar aangepast en bestudeerd kunnen worden. Het model werd ontwikkeld in 3D om het windprofiel in stabiele atmosferische condities en de individuele druppelwegen bepaald door veld- en operatorcondities te berekenen. Op basis van dit 3D model werd een sneller, maar eveneens mechanistisch 2D model ontwikkeld en gevalideerd met veldexperimenten. Dit driftmodel kan gebruikt worden door landbouwers, machine- en spuitdopfabrikanten, pesticidenfabrikanten, de overheid en het publiek om snelle driftvoorspellingen te maken bij verschillende toepassingen. Het model is geïmplementeerd om de luchtstroom en drift te evalueren bij bespuiting van een vlak en open grasland. De luchtstroom werd berekend door de 3-D uitgemiddelde Reynolds Navier-Stokes vergelijkingen met een k-e model voor turbulentie en de log-wet. Dit om de invloed van ruwheid van het grasland op de grenslaag in rekening te brengen. De weg van duizenden druppels representatief voor de pesticidenspray, werd gesimuleerd door een Lagrangiaans model te koppelen aan het turbulente windmodel. Bij het modelleren van de verspoten nevel van de spuitdoppen werd rekening gehouden met de spuitdruk, de spuitkegel en de druppeldiameterdistributie. De atomisatie van de druppels werd niet gemodelleerd en de initiële druppelsnelheid werd benaderd met een uniforme snelheid. Het model kan gebruikt worden om het effect van boomhoogte, tractorsnelheid, spuitdoptype, configuratie van de spuitdoppen, windsnelheid en windprofiel te bestuderen. In eerste instantie werd het effect van het terrein bestudeerd door verschillende ruwheden aan het veld toe te kennen. Het model werd verder ontwikkeld om het effect van een isotrope vegetatie (zoals graan) van verschillende hoogtes op drift te bestuderen zonder evenwel de luchtstroom in het graan zelf na te gaan. Het model neemt geen onstabiele weer- of operatorcondities in beschouwing. De basis voor de validatie van het model zijn veldexperimenten uitgevoerd in Merelbeke (België) door onze collega's van het Instituut voor Landbouw en Visserij Onderzoek (ILVO). Deze experimenten werden allen uitgevoerd in overeenkomst met de internationale ISO 22866 (2005)standaard voor velddriftexperimenten. Het ontwikkelde model was zeer goed in staat om korte afstandsdrift te berekenen. Betrouwbare voorspellingen werden bereikt tot 5 m van de veldrand voor de bestudeerde experimentele studies. De voorspelling van drift op grotere afstand van de veldrand was minder betrouwbaar, maar was wel zeer bruikbaar om trendvoorspellingen te doen. Deze minder grote accuraatheid was het gevolg van limitaties in het gebruikte model voor turbulentie en de gesimplificeerde spuitdopkarakteristieken. De variabiliteit van de randvoorwaarden van het model werd geanalyseerd en helpt om de variabiliteit in driftwaarden geobserveerd tijdens veldexperimenten te verklaren. Boomhoogte is volgens deze studie de meest gevoelige parameter gevolgd door windrichting en windsnelheid. Tractorsnelheid en initiële druppelsnelheid hebben weinig invloed op de driftresultaten. Om de temporelevariatie van boomhoogte, windrichting, windsnelheid, druppelsnelheid en tractorsnelheid volledig te implementeren zijn dynamische simulaties nodig. De R² waarde van de correlatie tussen model en experimenten is 0,73. Het model kan gebruikt worden om het driftreductiepotentieel te bepalen van de verschillende maatregelen die genomen kunnen worden door landbouwers. Een verhoging van 0,2 m van de boomhoogte resulteerde in een totaal driftreductiepotentieel (DRPt) van -200 % (een verhoging van de drift), een verlaging van 0,2 m in een DRPt van 60 %. Een verhoging van de windsnelheid (gemeten op 1,5 m hoogte) van 3 naar 5,5 m/s resulteerde in een DRPt van -70,39 %. Het bespuiten van een veld met een 6 keer hogere ruwheid leidde tot een negatieve DRPt van -67,54 %, een hoger gewas van 0,60 m resulteerde in een DRPt van -52,09 %. Volgens het model kan dit negatief driftreductiepotentieel gecompenseerd worden door een zone van 1m van het gewas niet te bespuiten; in dit geval is de DRPt ongeveer 0 %. Drift kan actief gereduceerd worden door de spuitdop te manipuleren. De spuitparameter die de meeste invloed had op de driftresultaten was de druppeldiameterdistributie. Vergeleken bij een standaard spuitdop leidt een fijnere spuitdop tot een negatief driftreductiepotentieel (tot -159 %), een grovere spuitdop vermindert drift significant (DRPt = 88,80 %). Een lineaire correlatie werd gevonden tussen DRPt en de volume fractie van druppels kleiner dan 200 µm. Deze fractie is dus een makkelijk te bepalen indicator voor het driftreducerend vermogen van een spuitdop onder standaardcondities. Deze fractie kan niet als indicator gebruikt worden voor specifieke toepassingen zoals luchtondersteuning en schermen. De invloed op de DRPt waarde van debiet van de spuitdop (druk), druppeldichtheid en de injectiesnelheid van de druppels was minder dan 20 % wanneer de druk varieerde tussen 2 en 4 bar en er loodrecht op het veld gespoten werd. De vorm van de verspoten spuitkegel had volgens het model weinig invloed op de driftresultaten. Het model onderschatte de driftresultaten voor verschillende spuitdopdrukken en spuitdophoeken. Om deze parameters beter te modelleren zou de spatiële druppeldiameterdistributie en snelheid over de spuitkegel en de relatie tussen initiële druppelsnelheid en druppeldiameter beter onderzocht moeten worden. Verschillende aspecten van het CFD model werden gereduceerd: het 3D domein werd geconverteerd naar een 2D domein; de druppels werden niet meer individueel gemodelleerd, maar als een concentratiewolk; het model neemt enkel de driftzone in beschouwing. Dit resulteerde in een diffusie-advectie model met verschillende parameters die werden getuned aan de hand van CFD simulaties. Deze parameters waren de hoogte van de driftwolk aan de veldrand, de massaflux, de verticale druppelsnelheid en de verticale werveldiffusiviteit. De relatie tussen deze effectieve parameters en de windsnelheid, boomhoogte en druppelkarakteristieken van de spuitdoptypes werd gekwantificeerd in een twee-staps calibratie. Er werd gebruik gemaakt van niet-lineaire optimizatieprocedures. Het model werd gevalideerd aan de hand van experimenten die niet participeerden in de calibratieprocedure. Het gereduceerde model voor drift van veldbespuitingen presteerde goed voor verschillende spuitdoptypes, windsnelheden en boomhoogtes in eenvoudige, heldere en goed te begrijpen relaties. In tegenstelling tot het CFD model is het gereduceerde model goed in staat om verre afstandsdrift te voorspellen, maar het geeft onderschattingen van driftwaardes op 0,5 m van de veldrand. Een R² waarde van 0,80 werd gevonden voor de relatie tussen veldexperimenten en model. Het model kan opgelost worden in enkele seconden (ongeveer honderd keer sneller dan het CFD model) en heeft hierdoor een hoog potentieel om als een snel evaluatie-instrument gebruikt te worden voor eindgebruikers terwijl het toch in staat is om een zinvolle verklaring te geven voor de geobserveerde driftwaarden. We hebben de individuele en gecombineerde invloed van belangrijke variabelen die drift beïnvloeden (boomhoogte, windsnelheid en spuitdoptype) gedemonstreerd. Het model is klaar om geïmplementeerd te worden als een web-gebaseerd instrument voor driftvoorspellingen. Pesticides are chemical or natural products that are used for protection against plagues, diseases and weeds. Agriculture as well as the industry, private households and the government make frequent use of pesticides. The last few decades, environmental and health concerns have raised questions about the application technology of pesticides. Various experimental studies have shown that drift from ground field sprayers or the unintentional landing of pesticides next to the field of application can cause damage to surrounding ecosystems, neighbouring crops and rural residents and passengers. Particle drift is the landing of pesticide spray droplets formed during application to the off-target zone during field application and is a major component of near-field drift. This work solely considers this particle spray drift. Many parameters such as field topology, wind velocity, wind direction, boom height, driving speed, nozzle design and the spray setup as determined by the operator inuence drift. In addition, a high variability in drift values of field experiments is typically found, which makes it extremely difficult to interpret experimental field drift results. This thesis aims to improve knowledge of particle field drift by means of a Computational Fluid Dynamics (CFD) model. The technique of Computational Fluid Dynamics is particularly interesting since all drift affecting parameters can be changed independently and the inuence of each drift inducing factor can be individually examined. The model is developed to calculate in 3-D the wind velocity in thermally stable conditions and the individual droplet tracks of the drifted pesticide cloud as affected by field and operating conditions. Based on the comprehensive 3-D CFD model, a fast, mechanistic predictive model is developed and validated against experiments. This predictive tool can be used by farmers, machine and nozzle manufacturers, producers of plant protection products, governmental organizations and the general public for drift assessment under a variety of conditions. The model is implemented for evaluation of airflow and drift in the atmosphere over grassland on at terrain. The airflow is solved by the 3-D Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with the k-e model for turbulence and considering a log-law accounting for surface roughness to model the near-field boundary layer. The spray drift is modeled by a Lagrangian particle tracking model that predicts the path of several thousands of representative particles of the sprays in interaction with the turbulent airflow. To this end, we accurately model the spray characteristics of the nozzles, accounting for pressure, spray cone and droplet size distribution. The spray break-up is not modeled and the initial velocity of the droplets is described by a single estimate of the ejection velocity. The model can be used to study the effects of boom height, tractor speed, nozzle type and geometrical configuration of the nozzles, and wind velocity and profile. The study of the effect of terrain characteristics is first limited to the effects of different roughness characteristics. An enhanced model is then developed to simulate isotropic vegetation (such as grain) of different heights without considering ow details inside the vegetation. The model does not consider unsteady weather or operating conditions. The basis for model evaluation are field experiments performed in Merelbeke, Belgium by our colleagues in Agricultural Engineering at the Institute for Agricultural and Fisheries Research (ILVO). These experiments were all carried out according to the international standard ISO 22866 (2005) for field drift measurements. The resulting model was able to predict short distance drift very accurately. Reliable predictions were obtained at distances up to 5 m from the field boundary for the experimental conditions studied. The prediction for far distance drift was less reliable for individual experiments but could be used to assess trends. The smaller accuracy resulted from limitations of the turbulence model that was used and the simplified descriptors of the nozzle characteristics. Both items require considerable further model development before advances can be made. The analysis of the model input variables showed satisfying results regarding reliable drift predictions. The effect of small variations of some of the machine and environmental input variables on the model predictions is significant and helps explain experimentally observed variability. Boom height is according to this study the most sensitive parameter, followed by wind direction and wind velocity. Tractor speed and injection velocity has little inuence on the drift values. To fully account for the temporal uctuations of boom height, wind direction, wind velocity, injection velocity and tractor speed, dynamic simulations are required. The overall R2 value between model and experiments of 0.80 is found. As the model can be solved in the order of seconds (about 100 times faster than the elaborate CFD models), it has a high potential for use as a hands-on drift prediction tool for end-users, while providing meaningful relationships for explaining the observed effects. We have demonstrated the distinct and combined effects of important variables that affect drift, namely boom height, wind velocity and nozzle type. The model should next be extended to include the effects of different crops and crop heights in a similar approach as presented here. The model is ready to be implemented as a web-based drift prediction tool. De ontwikkeling en toepassing van modellen die drift of het wegwaaien van pesticiden voorspellen tijdens veldbespuitingen De laatste jaren is de bezorgdheid rond het milieu en de gezondheid gestegen. Dit resulteerde in een verhoogde interesse naar een veilige en gezonde toepassing van pesticiden. Dit werk is een antwoord op de behoefte aan meer inzicht in de beweging van pesticidensprays en het deel dat naast het veld terechtkomt tijdens een bespuiting (drift). Meer inzichten werden verworven door de ontwikkeling van een driftmodel. Pesticidenverdamping en het verlies van pesticiden naar de bodem werd niet bestudeerd. Om de beweging van de pesticidendruppels beter te begrijpen werd gebruik gemaakt van een computationele techniek die stromingen beschrijft. De windbewegingen en de druppelbewegingen werden door twee verschillende modellen nagebootst, een koppeling van deze twee modellen was nodig om de dynamiek tussen druppelstromen en windstromen te simuleren. De belangrijkste resultaten zijn dat de hoogte van de tractorspuit en de fractie van de druppels die kleiner zijn dan 200 µm bepalend zijn voor de hoeveelheid drift. Omdat dit driftmodel enorm veel rekentijd vergt (16 h) kan het niet beantwoorden aan de behoefte van landbouwers, pesticidenontwikkelaars en de overheid. Zij hebben nood aan een snel en duidelijk middel om drift te voorspellen. Op basis van de inzichten verworven met het driftmodel werd een snel (1,6 s) gereduceerd model ontwikkeld. Dit model is in staat om, in tegenstelling tot de meeste bestaande methodes, snel drift te voorspellen en toch een fysische verklaring te geven voor de voorspelde drift.

Dérivé des produits pulvérisés --- Spray drift --- Pulvérisation --- Spraying --- Technique de prévision --- Forecasting --- Mécanique des fluides --- Fluid mechanics --- Expérimentation au champ --- Field experimentation --- Modèle mathématique --- Mathematical models --- Academic collection --- 631.3 --- 504 --- 632.982.1 --- 681.3*I63 --- Agricultural machines, implements and equipment --- Environment. Environmental science --- Sprinkling. Spraying --- Applications (Simulation and modeling) --- Theses --- 681.3*I63 Applications (Simulation and modeling) --- 632.982.1 Sprinkling. Spraying --- 504 Environment. Environmental science --- 631.3 Agricultural machines, implements and equipment