Enseigner les Sciences de la nature

logo ensl   Logo du ministère de l'éducation
logo CIRI logo Immuniser Lyon
logo LBMC logo Musée Mérieux
Logo Inserm igfl igfl logo CREATIS
Logo du Museum national des histoires naturelles
Logo du musée de Confluences
logo geo 3d
Logo de Lyon 1 logo lgltpe 
Logo du Museum national des histoires naturelles
Logo du musée de Confluences
logo LBMC
logo LBMC
logos composé logo COP In My City logo Investissement d'avenirLogo du musée de Confluences
logo Météo France Logo du musée de Confluences
logo EVSlogo Grand Lyon
Vous êtes ici : Accueil / Thématiques / Cycle du Carbone et effet de serre / Ressources et synthèses / Données et modèles du cycle du carbone

Données et modèles du cycle du carbone

Des modèles du cycle du carbone téléchargeables et exploitables avec Venread

Téléchargement des données et des modèles

Pour exploiter nos modèles vous devrez télécharger le visualiseur Vensim Model Reader, le modèle et les données (fichier xls). Le modèle de référence débute en 1780. Il exploite des données issues des banques de données disponibles dans un fichier au format xls. Vous devez télécharger l'archive et la décompacter  en laissant dans le même répertoire le modèle *.vmf et le fichier xls associé au modèle.

Les modèles .vmf ne sont pas modifiables et juste consultables par Vensim Model Reader.

Les modèles mdl sont modifiables.

    • Si vous utilisez la version de base de vensim (Vensim PLE gratuite), il faudra changer l'appel du fichier de données (GET XLS DATA('co2_1780.xls', 'co2', '22', 'B23') par la fonction lookup (ne pas hésiter à prendre contact avec nous pour plus de précisions).
    • Si vous désirez enrichir nos modèles ou créer de nouveaux modèles vous pouvez aussi acquérir la vension Vensim PLE Plus et utiliser les modèles .mdl.
 

Téléchargement de Vensim Model reader: http://www.vensim.com/download.htm.

 

Après avoir lancé l'application Venread, vous devrez modifier l'option d'affichage du fichier excel dans le visualiseur : cliquer sur l'item "options" puis sélectionner Excel R1C1 Letters Row L et Col C. Cette modification est à réaliser une seule fois, l'option est mémorisée dans le logiciel.

 

Les modèles ont été actualisés en septembre 2009. Ils fonctionnent avec les versions 5.9c.

 

Noms des fichiers

Description

atmosphère.zip (59Ko)
 

Les modèles prenant en compte le compartiment atmosphérique seul : atmferme_10ans.vmf et co2_o2_10ans.vmf (ces 2 modèles fonctionnent sur la période 1991-2001); atm_ferme_220ans.vmf (période 1781-2001).

 

Description du fichier CO2_1780.xls : Ce fichier contient les informations issues des banques de données et des experts. Elles sont organisées feuilles et structurées en ligne (pensez à modifier l'option d'affichage dans Venread). On trouve les mesures de la pCO2 depuis 1780, les émissions de CO2 liées à la combustion des énergies fossiles, celles liées à la déforestation, les estimations du GIEC pour le XXIème siècle en fonction des scénarios, la température globale depuis 1861, les données concernant le delta 13C.

2compart_220ans.zip


3compart_Ref_220ans.zip


3compart_retroaction_220ans.zip


3compart_Anthrop_220ans.zip


3compart_optimisation_220ans.zip


3compart_GIEC_XXIsc.zip

 

Tous les modèles du cycle court impliquant les 3 compartiments : l'atmosphère, la biosphère et le sol. Ces modèles sont au format binaire et utilisables à l'aide du visualiseur Venread.

 

Vous trouverez dans ce dossier zippé les fichiers des modèles décrits dans la partie simulation du cycle court CCC, ainsi que les scénarios utilisés et les données dans un fichier co2_1780.xls.

 

Inventaire des modèles disponibles

  • 2compart_220ans.vmf : on teste l'hypothèse d'échanges entre l'atmosphère et la biosphère (essentiellement la biosphère végétale)
  • 3compart_Ref_220ans.vmf : on teste l'hypothèse d'échanges entre l'atmosphère, la biosphère (essentiellement la biosphère végétale) et les sols. On vérifie, qu'en absence d'émissions anthropiques, le modèle est stable (modèle de référence).
  • 3compart_retroaction_220ans.vmf : on teste ici le fonctionnement du modèle, on explore le fonctionnement des boucles de rétroaction.
  • 3compart_Antrop_220ans.vmf : on utilise le modèle de référence précédent pour évaluer l'impact des activités humaines sur le cycle du carbone et sur le réchauffement climatique.
  • 3compart_optimisation_220ans.vmf : le modèle précédent valide l'hypothèse d'une forte implication de l'Homme dans les perturbations du cycle du carbone et le réchauffement climatique.
  • 3compart_GIEC_XXIsc.vmf : on exploite le modèle à des fins prédictives... on utilise les données du GIEC et on "fait tourner" le modèle de 1780 à 2100.

Description du fichier CO2_1780.xls : Ce fichier contient les informations issues des banques de données et des experts. Elles sont organisées feuilles et structurées en ligne (pensez à modifier l'option d'affichage dans Venread). On trouve les mesures de la pCO2 depuis 1780, les émissions de CO2 liées à la combustion des énergies fossiles, celles liées à la déforestation, les estimations du GIEC pour le XXIème siècle en fonction des scénarios, la température globale depuis 1861, les données concernant le delta 13C.

puits_ocean.zip

modèle_océanique.zip
  L'archive contient le modèle à 3 compartiments : atmosphère, océan de surface et océan de profondeur  pour VenRead (ocean.vmf) et pour Vensim PLE (ocean.mdl) ainsi que le fichier co2_1780.xls.
Ce modèle permet de comprendre le rôle de puits joué par l'océan ainsi que la rétroaction de la température .
dilatation.zip Archive contenant un modèle fonctionnant avec Venread (dilatation .vmf), le modèle dilatation .mdl pour Vensim PLE avec son fichier Excel associé. Il permet de mettre en évidence le rôle de la dilatation thermique sur les variations du niveau des océans. Il fontionne sur la période 1993 à 2005
fonte.zip
Archive contenant un modèle fonctionnant avec Venread (fonte.vmf), le modèle fonte.mdl pour Vensim PLE  avec son fichier Excel associé. Il permet de mettre en évidence le rôle de la fonte des calottes glaciaires sur les variations du niveau des océans. Il fontionne sur la période -25 000 ans à l'actuel.
role_anthropique.zip Archive contenant un modèle fonctionnant avec Venread (role_anthropique.vmf) , le modèle role_anthropique.mdl pour Vensim PLE  avec son fichier Excel associé. Il permet de mettre en évidence la responsabilité humaine dans le réchauffement climatique. Il fontionne sur la période 1780 à 2000
5compart_atm-bio-sol-oce_220ans.zip








5compart_attenuation_220ans.zip







5compart_GIEC_XXIsc.zip





modeles_bilan.zip
 Le modèle du cycle du carbone à court terme comprend 5 compartiments : l'atmosphère, la biosphère, les sols, les océans de surface et les océans de profondeur. Les modèles exploitent le fichier CO2_1780.xls.
  • 5compart_atm-bio-sol-oce_220ans.vmf : ce modèle complet permet de répondre au problème que nous nous étions posés à savoir "où est passé le carbone d'origine anthropique". On découvre ici qu'une partie du carbone s'est accumulé dans l'atmosphère mais qu'une autre partie a été séquestrée dans la biosphère végétale et une autre dans les océans. Le modèle montre également que le réchauffement climatique d'une part et sans doute les pratiques culturales d'uatre part ont stimulé une libération du carbone du sol vers l'atmosphère... ce processus s'amplifie actuellement avec le dégel du permafrost.
  • 5compart_attenuation_220ans.vmf : après avoir comparé l'impact des combustions des énergies fossiles à celle de la déforestation sur l'augmentation de la concentration atmosphérique en CO2, ce modèle précise le devenir du carbone au niveau de chaque compartiment. On découvre ainsi que les compartiments biosphériques et océaniques ont bien joué le rôle de puits vis-à-vis du carbone au cours du XXème siècle mais que l'importance de ce puits faiblit. On découvre aussi que le sol joue le rôle d'une source de carbone : ce rôle est accéléré par de nombreux facteurs (déforestation, travail du sol et réchauffement). Les 2 dernières pages  montrent l'influence de la température sur ces flux (rétroaction positive) ce qui peut permettre une bonne transition pour le modèle prédictif.
  • 5compart_GIEC_XXIsc.vmf : le modèle est utilisé à des fins de prédiction. On utilise les données du GIEC pour prévoir les climats du futur. Le modèle exploite 2 scénarii du GIEC, un scénario optimiste 1B1 et un scénario pessimiste 1AF1 ce qui permet de comparer l'évolution du réservoir atmosphérique pour le XXIème siècle. Le modèle permet également de rechercher ce que devraient être les émissions anthropiques dans le but d'obtenir une stabilisation de la concentration atmosphérique en CO2 à partir de 2050.
  • modeles_bilan.zip : ce fichier comporte tous les modèles que nous avons construits, du plus simple (1 compartiment) au plus complet (5 compartiments).

 

 1 compartiment.zip

 

 


  2 compartiments_100Ma.zip

 


 2 compartiments_600Ma.zip(en cours d'actualisation)

 

 3 compartiments_600Ma.zip
(GeocarbII)

 

Modèles concernant le cycle du carbone à long terme

 
  •  Le modèle à 1 compartiment (système superficel c'est à dire hydrosphère, biosphère et atmosphère) permet d'initier les élèves à la construction d'un modèle avec Vensim et de réaliser l'importance de la libération du Co2 dans le cycle du carbone à long terme.
  •  Dans le modèle à 2 compartiments sur 100Ma est ajouté par rapport au modèle précédent les carbonates.
  •   Le modèle à 2 compartiments 600Ma permet d'aborder l'étude du niveau marin en relation avec l'activité tectonique et les variations de température.
  •  
     Ce modèle plus complexe  est basé sur les séries GEOCARB II publiées par Berner (Université de Yale) en 1991 et 1994.
cycle_long600Ma.zip(en cours d'actualisation)






crise_bio.zip(en cours d'actualisation)
 
  • Modèle complexe adapté de Geocarb II. Modèle du cycle du carbone à trois compartiments  fonctionnant pour les 600 derniers millions d'années soit tout le phanérozoique. Il est utilisé pour une investigation scientifique sur le rôle de la biosphère et ses impacts climatiques.
  • Modèle du cycle du carbone dans le système océan-atmosphère associé aux changements du rapport isotopique du carbone (12C/13C). Conçu sur une échelle de temps courte allant de 100 à 2000 ans, il est utilisé ici pour une investigation scientifique sur les conditions de la crise KT en milieu océanique.

GES.zip (en cours d'actualisation)

 

 

ESerreCCL.zip

 
  • Modèle permettant d'évaluer et de comprendre la bilan radiatif de la Terre. Le modèle permet de répondre à la question : pourquoi la température de la Terre est de 15°C? On découvrira le rôle du soleil mais également le rôle de l'atmosphère. Ce modèle est au format de vensimPLE (en code source) : il peut être modifié.
  • Modèle permettant de comprendre l'effet de serre sur la période des temps géologiques.
 seconde_application.zip (en cours d'actualisation)
Un exemple de démarche pour la classe de seconde SVT :
  • Document d'accompagnement en ligne sur le site ACCES.
  • Quatre activités proposées.
  • Fichiers utilisés : une feuille de calcul pré remplie (tp1_carbone.xls), un document pour le compte rendu (CR_model1.doc), une image du modèle (model5c.gif), un modèle à construire avec VensimPLE (modelinitial_1Clookup_PLE.mdl et modelfinal_1Clookup_PLE.mdl), deux modèles construits (3compart_anthropique_220ans.vmf, 5compart_atm-bio-sol-oce_220ans.vmf et 5compart_atm-bio-sol-oce_XXIsc.vmf) à utiliser avec le simulateur Vensim Model Reader.
autoformation_partie1.zip

autoformation_partie2.zip

Une formation en ligne dédiée à la modélisation : durée 12 heures.
  • Document d'accompagnement en ligne sur le site ACCES : 10 activités proposées et consultables après inscription.
  • Fichiers téléchargeables :
    • Première partie concernant le cycle court du carbone : CO2_1780xls (les données mesurées depuis 1780 issues des banques de données et servant de référence aux modèles) - reservoir_carbone.xls (feuille de calcul pré remplie) - modelinitial_1Clookup.mdl (un modèle pré rempli facilitant sa construction rapide en utilisant le logiciel gratuit vensimPLE - ce modèle accepte la fonction graphique lookup) - cylecourt_220ans.vmf (modèle complet à 5 compartiments fonctionnant de 1780 à 2001) - 5compart_GIEC_XXIsc.vmf (modèle complet à 5 compartiments fonctionnant de 1780 à 2100, il exploite les prévisions socio économiques du GIEC) - les modèles intermédiaires à 3 compartiments . Rappel : les fichiers vmf sont utilisables avec le visualiseur Vensim Model reader (venread) et ne sont pas modifiables - Les fichiers mdl sont modifiables avec vensimPLE plus.
    • Deuxième partie concernant le cycle long du carbone : en cours...
Pour nous contacter :

Auteurs pour le cycle court

J. Barrère T.Lhuillier

 Auteurs pour le cycle long 

MJ.Broussaud  F.David JM.Vallée