RELATION ENTRE LA PRESSION CAPILLAIRE ET LA TENEUR EN EAU AU SEIN DE CYLlNDRES DECIMETRIQUES DE SOL

En méme temps que "évolution du contenu en eau des échantillons nous avons suivi la variation de la pression de I'eau. A cet effet des tensiométres ont été plaeés au centre des cylindres.

Nous donnerons comme exemple les court>es potentieJ de I'eaulteneur en eau du sol sous savane (horizons A1, AB) et du sol cultivé (horizons Ap1 et Ap2).

a.

CARACTERISTIQUES DE L'ESPACE MACROPORAL DU SOL SOUS SAVANE

1). Résultats

Nous présentons figure VI1.5 a, b, e et d les résultats des éehantillons provenant des horizons A1 (a et b) et AB (e).

Ces résultats montrent que les miero-tensiométres décrochent, pour tous les éehantillons étudiés, toujours

a

une sueeion égaJe ou inférieure

a-

900 milllbars.

Deux types de courbes de potentiel matrieiel se distinguent nettement:

- La eourt>e de I'horizon A1 du sol de savane est caractérisée par (tableau VI1.5):

+une teneur en eau au pointEde la courbe de retrait est égale

a

^0,44

cm3.g-1, correspondant

a

un potentiel moyen de -98 millibars;

+un déerochement du tensiométre qui ¡ntervier une teneur en eau voisine de 0,25 cm3.g-1, eorrespondant

a

un pOlentlel moyen de - 810 millibars.

L'extraction de I'eau en A1 se fait d'abord sans variation importante de la pression

capillaire de I'eau, puis la pression déeroit bnrtalement et se termine par un ehangement de pente (figure VI1.4 a).

- Lacourbe correspondant aux horizons argileux sous-jacents (AB et B2) qui est caractérisée par (tableau VII.5):

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F9uffl VII.S e:' Courbedepo/enrieldereau dans 11'Iorlzon AS dusolf6moln sous savane

154

+une teneur au point E de la courbe de retrait est égale a 0,28cm3 .g-1, correspondant a un potentiel moyen respectivement de - 170 millibars en AB et de -220 millibars en B2;

+un décrochement du tensiométre qui intervient a une teneur en eau voisine de 0,22 - 0,23 cm3.g-1, correspondant a un potentiel moyen respectivement de - 865 mbars en AB et de - 795 mbars.

Lavariation, en AB et B2, de la pression capillaire avec la dessiccation se produit trés rapidement, dés les hautes teneurs en eau (figure VII.4 b).

Tableau VII.5: Volume et potentiel de /'eau au point E (wE et HE) et au décrochement du tensiometre(w décr et H décr ), pour les échantiIJons provenant du sol sous savane (moyennes de 16 répétitions dans 4 profils)

Horizon Volume d'eau au Au décrochement du Potentiel au point E Potentiel au décr.

point E tensiometre

(C;~.g-1)

^{écart-type wdécf écart-type HE écart-type} H décr. écart-type

[a] (cm3.g:1 [a] (mbars) [a] (mbars) [a]

A1 0,44 0,10 0,25 0,05 98 0,9 810 1,5

A8 0,28 0,05 0,22 0,02 172 0,9 866 0,9

82 0,28 0,02 0,23 0,03 219 1,8 795 0,7

2). Discussion

Les résultats des mesures du potentiel de I'eau permettent d'interpréter les courbes de rétention d'eau en terme d'évolution de la géométrie de I'espace poral et de I'organisation du sol.

- Dans "horizon A1,du sol sous savane une grande partie de I'eau se vide aux basses pressions sans variation significative du volume apparent (Fig. VI1.5a et b).

- Dans ¡'horizon AB, au contraire, I'extraction de I'eau se traduit immédiatement par une variation importance de la pression, mais aussi du volume apparent.

Nous en concluons que la nature de I'espace poral des deux horizons est trés différente.

- Dans A1, jusqu'a environ - 100 mbars. la variatlon de volume reste faible, les forces de cohésion intervenant dans le sol ne semblent pas capables de réorganiser le sol et provoquer ainsi le retrait.

- Dans les horizons profonds argileux , la pression nécessaire pour obtenir le

De ces résultats il ressort donc que le retrait des échantillons est associé

a

la présence de pores de relativement petite taille, environ 101J111.Autrement dit, plus le sol contient de pores< 10 llm. plus il sera sujet

a

retrait et inversement. Suivant cette hypothése la disparition des pores les plus grands est "indice d'une dégradation du sol, non seulement parce que la taille des pores est plus petite, mais aussi parce que la réorganisation du sol se produit du fait du retrait.

b. MODIFICATIONS DU SOL SOUS CULTURE DE MANIOC

1). Résultats

Les résultats sont présentés Fig.VII.6 a et b. lis montrent les faits suivants:

- Dans I'horizon Ap1, la teneur en eau au point E est de 0,28 cm3.g-1 (moyenne de 16 mesures) et correspond

a

un potentiel de "eau de - 165 mbars . le

décrochement du tensiométre se fait

a

une teneur en eau voisine de 0,22 cm3 .g-1.

- Dans I'horizon cultural Ap2 sous-jacent (tableau V11.6) la teneur en eau au point E est égale

a

0,26 cm3.g- 1 et correspond

a

un potentiel de ·260 mbars.

ZcnantilIon : 2CS32

9.59

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5QQ

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Figure VII.6a: CourtJe de potentiel de I'eau dans I'horizon Ap1 du sol sous cuffure mécanisée de manioc

156

Ecna.nti 110n 2RP13

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Figure VII.6 b: Courbe de patentiel de /'eau dans I'horizon Ap2 du sol sous culture mécanisée demanioc

Tableau VII.6: Volume et potentiel de /'eau au point E (wE et HE) et aud~crochementdu tensiometre (w décr et H décr ), pour les échantillons provenant du sol sous culture mécanisée de manioc (moyennes de 16 répétitions dans 4 profils)

Horizon Volume d'eau au Au décrochement du Potentiel su point E Potentiel su

point E tensiometre point de décroch.

(C;~.g-1)

^{écar1-typeto} (cm3.g:1wdécr écart-typeto) He(mbars) écart-type{o] Hdécrécart-tYpe}

fmbarS)

01

Ap1 0,28 0,10 0,22 0,07 166 1,8 842 1,4

Ap2 0,226 0,05 0,22 0,05 261 1,2 905 1,9

2).

Discussion

Lacomparaison des résultats du sol sous savane et du sol sous culture de manioc montre que la courbe de potentiel en fonction de la teneur en eau de I'honzon sous culture de manioc (Ap2) est similaire

a

celle des horizons AB et B2 du sol sous savane.

horizons du sol sous savane et ceux du sol sous culture mécanisée de manioc, ne correspond pas

a

une méme teneur en eau et

a

un méme potentiel matriciel de I'eau:

- dans l' horizon A1 du sol sous savane et Ap1 du sol sous culture mécanisée de manioc, le point E apparait

a

des teneurs en eau élevées qui correspondent

a

de hauts potentiels (bas pF).

- Dans les horizons sous-jacents A8 et 82 du sol sous savane et Ap2 du sol sous culture méca.nisée de manioc, par contre, le point E est situé

a

des teneurs en eau faibles (0,26 cm3.g-1 en Ap2, 0,28 cm3.g-1 en A8 et en 82) qui

correspondent

a

des potentiels plus bas (pF plus importants). La tension de l'ealJ au point E est doublée.

Toutes ces données indiquent qu'une évolution du matériau s'est produite entre les dífférentes situations. L'examen des lames minces a montré que I'espace poral du sol était, dans /'horizonA1, de I'ordre de 10J.IlT7et au dessus , done beaueoup plus grand que dans les autres horizons étudiés. Cette différenee de comportement pourraft s'expliquer par /'absenee de grands pores (> 10 j.J.m) dans les horizons AB, B2 et Ap.

Les données sur la rétention d'eau du sol permettent ainsi done de mieux interpréter les eourbes de retrait.

c.

CARACTERE FRACTAL DE l'ESPACE PORAl DU SOL SOUS SAVANE ET DU SOL SOUS CULTURE DE MANIOC

Rappelons qu'un objet fractal est un objet dont une caractéristique mesurable répond

a

une loi d'échelle. Les courbes de potentiel de I'eau ont été interprétées sur la base du modele développé par RIEU et SPOSITO (1991).

Selon ce modele, pour une dimension fractale D égale

a

3 la porosité des matériaux pédologiques tend vers

°

et le matériau massif.

Plus Os'éloigne de 3, plus I'espace mésoporal , entre 1,5 e 10lJ.IT1est développé.

1) Résultats

Les résultats présentés dans le tableau VII.? indiquent que les valeurs de D, du sol sous savane et du sol sous culture de manioc, sont toujours égales ou supérieures

a

^2,8.

. Les valeurs de D sont plus faibles dans les horizons A1 du sol sous savane que dans les horizons A8 et 82 sous-jacents:

- O est égal

a

2,82 en A 1;

158

- Oest égal él2,99 en A8;

- et Oest égalél2,97 en 82.

Dans les horizons du sol sous culture de manioc,Oest respectivement égal él:

- él2,92 en Ap1 - etél2,99 en Ap2.

Tableau VII.7: Valeurs de la dimension fractale (O) et deI'écart-type des échantillons provenant des différents horizons étudiés (moyennes 10 mesures dans4parcelles)

Végétation Horizon Profondeur Dimension Ecartype

(cm) fractale [a

[O) S

A A1 50 2,82 0,03

V

A AB 20 2,99 0,01

N

E B2 100 2,97 0,02

M

A Ap1 5 ^2,92 0,02

N I

e

O ^{Ap2 20 2.99 0,01}

2) Discusslon et Interprétatlon

Le caractere fractal de la structure dun sol peutétredéfinieparI'expression empirique de BROOKS et COREY (cités par RIEU, 1991):

[9(h)/cI»]

=

^(hoJh)A.

dont le coefficient présente une interprétation fractale: A.

=

^{3 - D.}Ladifférence (3 -O)permet de caractériser la finesse de la gamme de pores qui contrOle la relation pression capillaire-teneur en eau.

Les résultats du tableau VII.7 indiquent que A. est égalél0,18 environ dans ('horizon A 1,él 0,01 dans I'horizon A8 etél0,03 dans I'horizon 82. lis conflrment les observations

microscopiques qui montrent que la taille des pores dlmlnue avec la profondeur du sol sous savane.

Sous culture de manioc, A. étant égalél0,08 en Ap1 et 0,01 enAp2,caci confirme le caractere fin de I'espaca poral des horizons mécanisés qui sont de ca fait similaire des horizons AB et B2 sous savane.

Les résultats sur la dimension fractale D des horizons du sol sous savane (A1, AB et B2) ainsi que ceux du sol sous culture mécanisée de manioc (Ap1 et Ap2), sont accord avec les observations morphologiques. 115indiquent ainsi que I'horizon A1 est grossierement strueturé avec de mésopores de grande taille tandis que les horizons plus argileux tels AB et B2 du sol sous savane ou Ap1 et Ap2 du sol sous culture de manioc, ont plutdt une structure peu

fragmentaire avec des mésopores de taille plus fine. Par mésopores nous entendons les pores de I'ordre de 1,5

a

^301!111.

C. EXAMEN DES MACROPORES DU SOL EN ANAL YSE

Dans le document culture SOLS ARGILEUXDELAVALLÉE ETDUCOMPORJ'EIIENT (Page 189-196)