Facteurs influençant la lecture de l’instrumentation

Teneur en eau volumique et température – 5TM

La précision avec laquelle la sonde 5TM mesure la permittivité diélectrique du sol est un des facteurs principaux qui influence la précision avec laquelle la sonde va mesurer la teneur en eau volumique dans le sol. Des études ont montrés que la température du sol affecte la mesure des sondes TDR (Robinson et al., 2003). La constante diélectrique apparente de l’eau diminue d’une valeur de 88 à 0°C à une valeur de 70 pour une température de 50°C. Dans une étude de Kahimba et Sri Ranjan (2007), la teneur en eau volumique mesurée par une sonde TDR était surestimée jusqu’à 0,10 m3

/m3 pour un sol avec une température variant entre 2,3°C à 6,5°C versus les valeurs mesurés avec une sonde à neutron. Les auteurs ont développé une courbe de correction de la permittivité diélectrique pour des températures supérieure à 0°C. Une fois la correction appliquée, la différence entre la lecture des deux sondes était négligeable. Selon des tests menés par le fournisseur, la sensibilité maximale de la sonde serait de 0,003 m3/m3 par °C. D’autres tests effectués par Decagon sur cinq types de sol montrent que la dépendance à la température dans les sols grossiers (sable et sable silteux) est faible, peu importe la teneur en eau volumique. Dans les sols fins (loam silteux et loam argileux) la dépendance à la température augmente. Ensuite, selon le fournisseur, pour une conductivité électrique correspondant à une salinité de 10 dS/m, la sonde présente une sensibilité de moins de 3% sur les résultats avec la calibration de Topp et al. (1980). Dans une étude portant sur les sondes de la famille ECH2O (EC-5 et ECH2O-TE), une erreur sur

T TEV

Mesure Succion Concentration en

oxygène Technologie Matrice granulaire Cellule galvanique

Temps de réponse 10 ms 60 s

Gamme d'opération > 0°C -20 à 60 °C 0 à 100 hr

Gamme -40 à 50 °C 1 à 80 εa -10 à -500 kPa 0 à 100 % O2

Résolution 0,1 °C 0,08 1 kPa de -10 à -100 kPa 4 kPa de -100 à -500 kPa Précision ± 1°C 0,01-0,02 ± 40% de la lecture ±0,02% O2 -40 à 50 °C Appareils Frequency domain SO-110 MPS-1 5TM 150 ms

Température et teneur en eau volumique

la teneur en eau volumique de 2% était obtenue jusqu’à une conductivité électrique correspondant à une salinité de 12 dS/m (Kizito et al., 2008). Des travaux menés sur les sondes utilisant les technique TDR et FD ont montré que la présence de minéraux ferreux tels que l’hématite, la goethite et la magnétite influence la lecture de ces sondes (Robinson et al., 1994). En effet, les méthodes diélectriques mesurant la teneur en eau volumique des sols se basent sur la variation de la constante diélectrique du sol. Les résultats de ces travaux ont montrés que les minéraux ferreux présents dans le sol ont une influence importante sur la constante diélectrique du sol mesuré par les sondes TRD et FD. Ainsi la calibration du fournisseur donne des résultats erronés si elle est utilisée pour des sols avec une forte teneur en minéraux ferreux.

Succion matricielle – MPS-1

La sonde MPS-1 est peu influencée par la salinité du sol. Pour une salinité correspondant à une conductivité électrique variant entre 0,01 dS/m et 10 dS/m, la sonde présente une sensibilité de moins de 2% sur les résultats. Pour ce qui est de l’influence de la température, la sonde présente une certaine sensibilité aux variations de température. Cela est principalement causé par les changements de permittivité diélectrique de l’eau et de la plaque céramique provenant de changement de température. Selon le fournisseur, pour les applications de terrain, c’est-à-dire pour les sondes installées à une profondeur de plus de 15 cm dans le sol, cette sensibilité à la température peut être considérées comme négligeable. Par contre, lorsque la sonde est installée à des profondeurs de moins de 15 cm, une correction pour la température est préférable. De plus, une autre étude menée sur la sonde MPS-1 conclut que la sensibilité à la température de la sonde est très faible (Malazian et al., 2011). La sensibilité de la sonde à la température a été évaluée en laboratoire en immergeant la sonde et un loam silteux dans un bain à température contrôlé. La succion était maintenue à 25 kPa durant le test. La lecture de la sonde était enregistrée pour des températures variant de 5 à 30°C, avec un incrément de 5°C. Les résultats de l’expérience ont montré que l’augmentation de la température de 5 à 30°C par pallier de 5°C n’affecte pas la lecture du senseur de façon significative. Par contre la diminution de température de 30°C à 5°C a réduit la lecture de toutes les sondes de 4 mV (≈2 kPa).

Concentration en oxygène – SO-110

Le circuit électronique du senseur SO-110 d’Apogee montre une légère dépendance à la température. Également, la concentration en oxygène change avec la température, la pression

barométrique et l’humidité relative modifiant la lecture de la sonde en mV correspondant à une teneur en oxygène de 20,9%. Des équations fournies par Apogee permettent de calibrer le senseur afin de limiter les variations de lectures causées par ces facteurs. Dans le cadre de cette étude, la sonde Apogee est utilisée pour mesurer la diminution d’oxygène lors du test de consommation d’oxygène (durée typique de 3 à 5 heures). Les équations de calibrage du fournisseur ne sont pas utilisées lors de l’analyse des tests de CO car on pose comme hypothèse que la sortie de la sonde en mV est équivalente à une concentration en oxygène relative de 20,9%. En revanche, une correction est appliquée pour corriger la concentration en oxygène initiale absolue dans l’air (C0)

utilisée lors de l’interprétation du test de CO (éq 2.44). En plus, une sonde de contrôle est utilisée lorsque des tests de consommation d’oxygène sont menés sur le terrain dans le but de corriger les variations de lectures de la sonde causées par les changements de température, de pression barométrique et d’humidité relative.