Ma démarche a été de construire des graphiiues de résistvité en foncton du temps et rechercher les variatons de résistvité iui s’expriment sur plusieurs profls. En efet, c’est l’analyse des variatons iui met en évidence les mouvements d’eau dans le sol !
Conclusion
La résistvité est une source complexe d’informatons, iui est le fruit de nombreux paramètres du sol constants dans le temps (compositon, texture, structure) et d’autres iui varient au cours du temps ; tels iue la température et la teneur en eau du sol. L’étude comparatve des diférentes données à montré leurs cohérence. Les deux systèmes d’aciuisiton des températures dans le sol sont cohérents. De même la comparaison de l’humidité réelle avec les réflectomètres de teneur en eau met en avant les mêmes tendances, témoignant du bon fonctonnement du dispositf. Après des premières aciuisitons plus ou moins
aléatoires et une période de nombreux échanges avec l’entreprise imaGeau, iueliues problèmes subsistent toujours pour certaines électrodes de mesure de résistvité (65 cm ; 85 cm ; 95 cm), cependant l’aciuisiton des données semble stabilisée depuis février (à l’excepton des électrodes grillées le 7 avril 2018), ce iui est très encourageant pour la suite. La iualité des résultats de résistvité est et sera appréciée par l’analyse et la compréhension d’études de cas. Lorsiu’il y aura un certain recul sur les données issues des réflectomètres de teneur en eau, il sera également intéressant de comparer la résistvité avec la teneur en eau des diférents horizons de sol.
La démarche adoptée est vraiment iuanttatve, l’objectf étant de connaître les tendances des flux d’eau dans le sol et la ZNS. C’est à la lumière de l’ensemble des données disponibles de résistvité mais également d’informatons annexes (température de diférents horizons de sol, conditons météoriiues, changements dans l’agriculture) iue je suis parvenue à metre en évidence des phénomènes multples et variés, au travers de iueliues études de cas. Notamment dans les horizons de surfaces, la résistvité varie beaucoup en raison des changements climatiues, cependant, une dynamiiue de pompage de l’eau par les végétaux est clairement établie pour la période de mars-avril 2018. Également, les horizons profonds atestent de variatons de résistvité, dues aux circulatons d’eau dans le sol. Les phénomènes les plus évidents à metre en évidence ont été les phénomènes d’eau gravitaire (descendante dans le sol) induits par l’irrigaton du champ cultvé en maïs durant l’été 2017. Il est également possible de visualiser des phénomènes de précipitatons importants jusiue 310 cm de profondeur. Une comparaison avec les données météo a mis en évidence iue ce sont aussi souvent ces deux types d’événements iui ont induits des dysfonctonnements des électrodes de résistvité. Finalement, il a été plus compliiué de visualiser avec certtude des évènements de remonté d’eau capillaire. Cela est peut-être dû au fait iue les événements pluvieux représentent des volumes importants d’eau en comparaison avec l’eau capillaire.
Possibilités de poursuites de recherches :
→ Mon analyse concernant les flux d'eau dans le sol est purement iualitatve ; cependant, grâce au dispositf Campbell installé en mars 2018, il semble intéressant d'essayer de réaliser une étude plus iuanttatve sur le sujet, iuand les données collectées seront sufsamment abondantes.
→ Nous avons vu iue la résistvité varie beaucoup avec la profondeur. Une étude bibliographiiue sur le calcaire de Beauce pourrait permetre de corréler les variatons de résistvité observées dans le substrat jusiue 310 cm de profondeur, ce iui pourrait également fournir des explicatons sur les éventualités de remontées capillaires.
→ La poursuite de l’analyse des données permetra d’aciuérir d’avantage de connaissances sur les flux d’eau. Notamment, il sera intéressant d’étudier les profls de résistvité sur l’été 2018, avec des cultures de blé (non pas de maïs comme en 2017). Celles-ci sont irriguées durant l’été mais les récoltes ont lieu à la mi-juin. Après cete période le sol sera nu et les variatons de résistvité témoigneront directement des précipitatons. → Il semblerait également intéressant de metre en place un système de surveillance du site conjointement avec l'agriculteur ; par exemple un agenda, dans leiuel il noterait les dates des pratiues agricoles réalisées sur la parcelle et éventuellement prendrait photos régulières de l'évoluton de la végétaton. Cete démarche peu contraignante pour l'agriculteur permetrai une meilleur compréhension des données collectées par le SMD en bordure du champs, ce iui a terme sera utle à l'agriculteur puisiue le but est de comprendre les circulatons d'eau pour une meilleure geston de l'eau dans l'agriculture.
Index des illustrations
Illustraton 1: Schéma des diférents types d'eau présents dans le sol au voisinage d’un grain (Polubrina-Kochina dans
Castany, 1982)...11
Illustraton 2: principe de capillarité, loi de Jurin (Girard et al, 2005)...11
Illustraton 3: Cartes IGN localisant Villamblain et la staton météo de Bricy, issues de Géoportail...12
Illustraton 4: Graphe des résistvités sur la période juillet-octobre 2017 pour les électrodes depuis la surface jusiue 1,05m...16
Illustraton 5: Chroniiues des résistvités entre l'installaton du dispositf et mai 2018, issue du site imaGeau...17
Illustraton 6: Comparaison température des deux dispositfs imaGeau et de mesure des paramètres du sol ; à partr des données journalières (afn d'efacer la variabilité jour/nuit)...18
Illustraton 7: Comparaison du dispositf Campbell et des mesure réelle; évoluton de la teneur en eau entre mi-mars et mi-mai 2018...19
Illustraton 8: Comparaison des profls de résistvité en été et en hiver...21
Illustraton 9: Profl de résistvité (été/hiver) et teneur en argiles granulométriiues après décarbonataton et après broyage...21
Illustraton 10: Graphe de la résistvité (en bleu) et des températures (en orange) de la ZNS entre mai 2017 et mai 2018 -issu de imaGeau...22
Illustraton 11: Comparaison de la température du sol à diférentes profondeurs avec la température atmosphériiue ; du 15/03 au 30/04/18...23
Illustraton12: Chroniiue de résistvité entre mai et août 2017 en profondeur...24
Illustraton 13: Chroniiues de résistvité en avril/mai 2018 pour les horizons inférieurs à 1,25m...25
Illustraton 14: Mise en avant des épisodes de pluie importants, Chroniiues de résistvité du 15 juillet au 15 septembre ...26
Illustraton 15: Chroniiues de résistvité en décembre 2017 et janvier 2018...27
Illustraton 16: Précipitatons relevées en décembre 2017 et janvier 2018...27
Illustraton 17: Histogramme de précipitatons comparé avec les profls de résistvité pour le mois d'août 2017...28
Illustraton 18: Comparaison des résistvités obtenues en mars 2017 et en juillet 2018...29
Illustraton 19: chroniiues de résistvité pour les profondeurs supérieures à 100cm entre juin et septembre 2017...29
Illustraton 20: Chroniiue des précipitatons à la staton météo de Bricy entre le 1 juin et le 30 septembre 2017...30
Liste des abréviations
ACP : Analyse en Composante Principale (outl statstiue) BRGM : Bureau de Recherches Géologiiues et Minières CEC : Capacité d'échange catoniiue
DESS : Diplôme Supérieur d’Études Spécialisées INRA : Insttut Natonal de Recherches Agronomiiues ONU : Organisaton des Natons Unies
SMD : subsurface monitoring device, dispositf de l'entreprise imaGeau TER : Travail de Recherches Encadré
UR SOLS : Unité de Recherches sur les Sols ZNS : Zone non saturée
Références Bibliographiques
Aboubacar Sani A., 2004. Utlisaton de la mesure de larésistvité électriiue pour la caractérisaton de la structure des sols cultvés. Mémoire de DESS Sciences de l’environnement, Université de Strasbourg, 60 p.
Besson A., Cousin I., Dorigny A., Dabas M., King D.,
2008. The temperature correcton for the electrical resistvity measurements in undisturbed soil samples. Analysis of the existng conversion models and propositon of a new model. Soil Science. p. 707-720.
Bottraud J.C., 1983. Résistvité électriiue et étude des
sols. Applicatons à la cartographie et à la caractérisaton du fonctonnement hydriiue. Thèse. Université des Sciences et Techniiues du Languedoc – ENSA – Montpellier. 191p. (p 3 à 38 ; p107)
Bourennane H., King D., Isambert M., Le Parco R., 1997.
Utlisaton de la prospecton géophysiiue par résistvité pour l'étude de la variabilité spatale du sol et des matériaux géologiiues d'un site de Pette Beauce.
BRGM, 1973. Notce et carte géologiiue de Patay au
1/50 000e.
Castany G., 1982. Hydrogéologie, Principes et
méthodes, Dunod, 130p. Figure p.86, D’après Polubrina-Kochina (1962)
Gaudu J.C., Mathieu J.M., Fumanal J.C., Bruckler L., Chanzy A., Bertuzzi P., Stangel P., Guennelon R., 1993.
Mesure de l'humidité des sols par une méthode capacitve : analyse des facteurs influençant la mesure. Agronomie. EDP Sciences. 13. p. 57-73. <hal-00885528>.
Girard M.C., Walter C., Rémy J.C., Berthelin J., Morel J.L., 2005. Sols et Environnement. Dunod. Chapitre 15,
Les sols et le cycle de l’eau, p.345-360. 816p.
Hillel D., 1988. L'eau dans le sol. Principes et Processus
physiiues. Collecton PEDASUP. Academia, Louvain-la-Neuve 288p.
Lerondel A., 2017. Suivi du fonctonnement hydriiue
d'un sol cultvé, évaluaton d'un dispositf de mesure en contnu de la résistvité électriiue et de la température. Rapport de Stage. Université D'Orléans – INRA. 31p.
Michot D., 2003. Intérêt de la géophysiiue de
subsurface et de la télédétecton multspectrale pour la cartographie et le suivi de leur fonctonnement hydriiue à l'échelle intraparcellaire. Thèse. Université Paris 6. 393p.
Michot D., Dorigny A., Benderitter Y., Albouy Y., 1999.
Étude du toit de la nappe de Beauce à Villamblain par résistvité électriiue. 8p.
Samouëlian A., Cousin I., Tabbagh A., Bruand A., Richard G., 2005. Electrical resistvity survey in soil
science : a review. Soil and Tillage : Research. Elsevier. 83. p. 173-193. <hal-01075128>
Wyns R., Cornu S., Prognon P., 2014. Régolithe et sol :
l’interface entre lithosphère et atmosphère. Geosciences. BRGM.<hal-01075128>. p. 11