6.2. La dynamique de l'eau dans les parcelles
d'essai
L'état de l'eau dans le sol a été
apprécié à travers l'analyse de la dynamique de l'eau dans
le système sol-plante. Cette dynamique a été
étudiée à partir des résultats de la teneur en eau
et des tensions de l'eau dans le sol, obtenus dans les parcelles d'essais. La
teneur en eau permet
40
Résultats et Discussion- Chapitre 6. Les Transferts
Hydriques
de connaître le volume d'eau dans le sol à
l'instant t et l'évolution du stock d'eau dans le temps. Les tensions de
l'eau dans le sol définissent la liaison entre l'eau capillaire et le
sol et sont appréciées à l'aide des données
tensiométriques. L'utilisation des données tensiométriques
a consisté à la fois à étudier l'évolution
des charges hydrauliques et des gradients de charges dans le temps pour une
profondeur donnée. Autrement dit, les données
tensiométriques ont permis de déterminer les moments où se
produisent les phénomènes de drainage ou de remontées
capillaires ou d'évaporation dans les parcelles d'essais.
6.2.1. Caractérisation hydrodynamique du sol
d'étude
? Evolution de l'infiltration sur le site
La courbe de la Figure 12 traduit
l'évolution de l'infiltration en fonction du temps.
25
|
Régime d'infiltration (10-5m/s)
|
20 15 10 5
|
0
0,25 30 45 100 200 300 350 400 600 650 700
Temps (min)
Infiltrabilité(m/s)
Figure 12: Evolution de l'infiltration durant la
période d'essai
L'analyse de cette courbe révèle deux grandes
phases:
? Une première phase d'environ 35 mn est
caractérisée par un régime d'infiltration qui
décroît rapidement de 22,4.10-5 m/s à environ
15,8.10-5 m/s. Il s'agit de la phase de décroissance rapide
du régime d'infiltration.
? La deuxième phase au cours de laquelle l'infiltration
diminue progressivement et lentement de 13.10-5 m/s à
5,3.10-5 m/s avant d'atteindre un plateau après environ 650
min d'horloge. C'est la phase de décroissance lente du régime
d'infiltration.
Ces résultats sont conformes aux travaux de Musy et
Soutter (1991). Ces derniers ont expliqué qu'au début de
l'infiltration, le gradient est élevé; ce qui est à
l'origine de la forte infiltrabilité enregistrée. Au fur et
à mesure que le front humide augmente, le gradient de pression diminue
par suite d'une augmentation de la différence de pression occasionnant
ainsi
41
Résultats et Discussion- Chapitre 6. Les Transferts
Hydriques
une diminution graduelle de l'infiltration. La
dégradation graduelle de la structure du sol qui entraîne, par la
migration de particules, un colmatage partiel du système poral et la
formation d'une croûte dense en surface sont des facteurs qui pourraient
renforcer la diminution de l'infiltration au cours du temps. Aussi, le
foisonnement de l'argile et l'emprisonnement des bulles d'air peuvent
également contribuer à ce processus. Ces observations ont
été également faites par Attakin (2001) sur terre de barre
au Sud-Bénin où l'infiltrabilité finale était de
5,2.10-5 m/s.
? Evolution de la conductivité
hydraulique.
Le Tableau 6 présente les
résultats issus du drainage interne aux profondeurs 20 cm et 40 cm.
L'analyse de ce tableau montre que la conductivité hydraulique K(O)
diminue rapidement avec la teneur en eau au début du ressuyage avant de
décroître lentement pour atteindre sensiblement après
environ 15 jours de ressuyage les valeurs de 0,25 mm/jr à 20 cm et 0,24
mm/jr à 40 cm de profondeur. En conditions saturées (début
du ressuyage), le potentiel de pression matricielle est nul et la teneur en eau
maximale. Ainsi, la conductivité hydraulique est alors constante et
égale à sa valeur maximale. C'est le cas en début de
drainage (30,56 mm/j à 20 cm et 32,61 mm/j à 40 cm). En
conditions non saturées, la teneur en eau O diminue avec la charge de
pression matricielle. Par l'augmentation de la tortuosité et la
diminution des vitesses, la conductivité hydraulique diminue alors
également rapidement (Musy et Soutter 1991), En fait comme l'ont
expliqué ces deux auteurs, au début du ressuyage, ce sont d'abord
les pores larges qui se vident en premier engendrant ainsi des valeurs
élevées de la conductivité hydraulique. Ensuite, au fur et
à mesure que le temps évolue, l'eau se voit alors contrainte de
circuler le long des films d'hydratation ou, en plus grande quantité,
dans le réseau formé par les pores de diamètre plus
faible. Autrement dit, l'eau circule plus lentement du fait de l'accroissement
de la tortuosité. Nos résultats sont conformes aux observations
faites par Poss (1991) sur terre de barre du Togo et par Attakin (2001) sur
terre de barre du Bénin.
Tableau 6 : Détermination de la
conductivité hydraulique aux profondeurs 20 cm et 40 cm
|
Temps
(jours)
|
?t (jours)
|
?s (mm)
|
Cote 20
q
(mm)/jr
|
dH/dz
|
O
(cm3/cm3)
|
K(O) (mm/jr)
|
?s (mm)
|
q
(mm)/jr)
|
Cote 40 dH/dz
|
O
(cm3/cm3)
|
K(O) (mm/jr)
|
|
0,02
|
0,02
|
0,99
|
49,5
|
-1,62
|
0,37
|
30,56
|
1,2
|
60
|
-1,84
|
0,41
|
32,61
|
|
0,5
|
0,48
|
10,23
|
21,31
|
-1,05
|
0,33
|
20,30
|
12,4
|
25,83
|
-1,3
|
0,38
|
19,87
|
|
1,75
|
1,25
|
7,44
|
5,95
|
-2,99
|
0,31
|
1,99
|
9,02
|
7,22
|
-3,76
|
0,34
|
1,92
|
|
6,5
|
4,75
|
6,02
|
1,27
|
-2,58
|
0,28
|
0,49
|
6,99
|
1,47
|
-3,42
|
0,3
|
0,43
|
|
14,5
|
8
|
4,34
|
0,54
|
-2,2
|
0,26
|
0,25
|
5,02
|
0,63
|
-2,63
|
0,27
|
0,24
|
42
Résultats et Discussion- Chapitre 6. Les Transferts
Hydriques
Les relations liant la conductivité hydraulique
à la charge de pression ou à la teneur en eau sont complexes et
dépendent du type de sol considéré, par le biais de ses
caractéristiques structurales et texturales (Musy et Soutter, 1991).
Les Figure 13 et Figure 14 indiquent
l'évolution de K(è) à 20 cm et 40 cm de profondeur. Ces
courbes montrent que la conductivité hydraulique augmente avec la teneur
en eau du sol. Les ajustements montrent que les résultats du drainage
interne suivent une loi exponentielle avec un coefficient de
détermination élevé (R2 = 0,92) à 20 cm
et très élevé (R2 = 0,97) à 40 cm de
profondeur. Ces résultats concordent avec ceux obtenus par Poss (1991)
sur terre de barre et Agbossou (1994) sur sol ferrugineux tropical et Attakin
(2001) sur terre de barre.
5
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
Humidité volumique (cm3/cm3)
4
3
2
1
0
-1
-2
Figure 13 : Relation entre la
conductivité hydraulique et la teneur en eau à 20cm
Ajustement: K(0) = exp(48,20 - 13,9) R2
= 0,92
4
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45
Humidité volumique (cm3/cm3)
3
2
1
0
-1
-2
Figure 14 : Relation entre la
conductivité hydraulique et la teneur en eau à 40cm
Ajustement: K(0) = exp(38,20 - 12,0) R2
= 0,97
43
Résultats et Discussion- Chapitre 6. Les Transferts
Hydriques
La courbe caractéristique de notre sol d'étude
est fondamentale en ce sens qu'elle permet de connaître la
réaction du sol suite à une variation de son humidité
volumique. Elle sera utilisée dans la détermination des termes du
bilan hydrique.
|
|
