Les figures 12 et 13 présentent respectivement les fonctions de conductivité hydraulique non saturée et les courbes de rétention d’eau de l’ensemble des profils de sol perturbés (à gauche) et des profils de sol non perturbés (à droite). Ces deux propriétés hydrauliques ont été estimées par modélisation inverse à l’aide du logiciel Hydrus 1D par simulation d’un événement de drainage avec l’application de trois hauteurs de pluie. En effet, une optimisation des paramètres hydrauliques du modèle van Genuchten (1980) a été réalisée. En analysant les estimés de conductivité hydraulique saturée des profils de sols testés, on remarque que les matériaux de surface servant à constituer les profils de sol perturbé présentent une bonne homogénéité en termes de perméabilité (sur la plage de potentiel matriciel considéré). Cette perméabilité sol favorise un bon écoulement de l’eau au travers du profil. Cependant, l’écoulement de l’eau est problématique au travers d’un profil de sol non perturbé. Les couches inférieures de sol (<30 cm) offrent de plus en plus une plus grande résistance à l’infiltration de l’eau. En effet, la perméabilité des deux couches inférieures limite l’écoulement vertical de l’eau. On a observé une plus grande variabilité dans les estimés correspondants aux couches de sols inférieures des profils de sol non perturbé. Une analyse des courbes de rétention d’eau indique que l’eau a beaucoup plus tendance à rester plus longtemps dans un profil de sol perturbé particulièrement dans les zones compactes. Une telle situation peut être problématique pour le drainage agricole. Les propriétés hydrauliques des profils de sol perturbé favoriseraient un meilleur drainage de surface.
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Figure 12. Fonctions de conductivité hydraulique non saturée des trois sections prédéfinies (0-30 cm,
30-40 cm et 40-65 cm) des profils de sol perturbés (PP — à gauche) et non perturbés (PNP — à droite). Elles ont été estimées par modélisation inverse dans Hydrus 1D de l’événement de drainage de plusieurs échantillons de profil de sol à partir de l’application de 3 hauteurs de pluie à leur surface. La courbe en rouge désigne la valeur moyenne pour la couche de sol.
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Figure 13. Courbes de rétention d’eau de trois sections prédéfinies (0-30 cm, 30-40 cm et 40-65 cm)
des profils de sol perturbés (PP — à gauche) et non perturbés (PNP — à droite). Elles ont été estimées par modélisation inverse dans Hydrus 1D de l’événement de drainage de plusieurs échantillons de profil de sol à partir de l’application de 3 hauteurs de pluie à leur surface. La courbe en rouge désigne la valeur moyenne pour la couche de sol.
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3.3.3.1. Paramètres estimés et performance des modèles hydrauliques
Le modèle hydraulique de van Genuchten est un modèle paramétrique pour lequel une optimisation de ses paramètres est nécessaire après plusieurs itérations pour trouver la solution optimale du problème d’écoulement. Les figures 14a et 14b présentent pour les trois sections prédéfinies les distributions des cinq paramètres ajustés et optimisés du modèle décrivant l’écoulement d’eau respec-
Figure 14a. Valeur des paramètres du modèle de van Genuchten (1980) optimisés par simulation à
l’aide du logiciel Hydrus 1D de l’événement de drainage de 12 échantillons de profil de sol perturbé à partir de l’application d’une hauteur de pluie à leur surface. Les chiffres 1,2 et 3 indiquent les valeurs correspondant respectivement aux trois sections de profil de sol prédéfinies (0-30, 30-40 et 40-65 cm).
Figure 14b. Valeur des paramètres du modèle de van Genuchten (1980) optimisés par simulation à
l’aide du logiciel Hydrus 1D de l’événement de drainage de 12 échantillons de profil non perturbé à partir de l’application d’une hauteur de pluie à leur surface. Les chiffres 1,2 et 3 indiquent les valeurs correspondant respectivement aux trois sections de profil de sol prédéfinies (0-30, 30-40 et 40-65 cm).
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tivement dans les échantillons de profil perturbés et non perturbés. Pour les échantillons perturbés, on arrive quasiment à la même valeur moyenne pour l’ensemble des paramètres correspondant aux modèles décrivant les trois sections de profil. Une variabilité de 10 % est apparue pour la valeur moyenne de la teneur en eau à saturation. Les modèles hydrauliques estimés décrivent un matériau ayant des propriétés identiques par rapport à l’écoulement. Pour les échantillons non perturbés, la valeur moyenne des paramètres ajustés pour le modèle est quasiment identique à celle obtenue par simulation du drainage d’un profil de sol initialement saturé (Figure 6a, référence chapitre 2). La perméabilité estimée pour les trois sections de sol devient de plus en plus critique en profondeur. Les valeurs caractéristiques estimées concordent aux observations, l’infiltration de l’eau devient de plus en plus critique en profondeur. Les figures 15a et 15b présentent les critères statistiques et les mesures de performances des modèles décrivant l’écoulement de l’eau dans les échantillons perturbés et non perturbés. Les valeurs indiquent un bon ajustement du modèle hydraulique aux observations avec un terme d’erreur acceptable. Comme indiqué dans le chapitre 2, le modèle de van Genuchten permet une bonne description du processus d’écoulement pour les sols organiques cultivés.
Figure 15b. Mesures de performance des
modèles hydrauliques obtenus par modélisation inverse dans Hydrus 1D de l’événement de drainage des échantillons de profil non perturbé à partir de l’application d’une hauteur de pluie a leur surface. R2
indique la régression des valeurs observées versus les valeurs prédites par les modèles hydrauliques. RMSE et MAE (multipliées par 10-2) sont les termes d’erreur associés à la
validation statistique des modèles.
Figure 15a. Mesures de performance des
modèles hydrauliques obtenus par modélisation inverse dans Hydrus 1D de l’événement de drainage des échantillons de profil de sol perturbé à partir de l’application d’une hauteur de pluie a leur surface. R2 indique la régression des valeurs observées versus les valeurs prédites par les modèles hydrauliques. RMSE et MAE (multipliées par 10-2) sont les termes d’erreur associés à la validation statistique des modèles.
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