1.6 : Dynamique de l'eau dans le sol
L'eau se meut dans le sol suivant deux principaux cas
:
· Le milieu est saturé avec, comme cas
fondamental, le sol gorgé d'eau. L'eau subit alors des mouvements
descendants essentiellement régis par la pesanteur : c'est la
percolation ou drainage.
· Le milieu est insaturé comme c'est le cas
en général du sol. L'eau subit des mouvements ascendants et
latéraux régis par la diffusion capillaire et si la
dessèchement se poursuit, à partir de pF = 3,7 correspondant
sensiblement au point de flétrissement temporaire, par
évaporation.
+ La percolation
Elle est fonction de la perméabilité du
sol, elle-même dépendant de la texture et de la structure su
sol.
Après une pluie ou une irrigation, l'eau se
situe d'abord en surface où elle rempli tout l'espace poral ; puis elle
se redistribue sur une profondeur plus importante jusqu'à un certain
niveau appelé « front d'humectation ».
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+ La remonté capillaire
L'eau retenue dans le sol, part progressivement en
surface soit par évaporation au contact de l'air soit par absorption par
la plante.
Ainsi, le sol se dessèche en surface, et des
différentes de potentiel capillaire donc de pF apparaissent favorisant
la remonté de l'eau de la profondeur vers la surface. Cette
remonté qui se fait par diffusion entre les films capillaires reliant
les agrégats, d'abord nulle, naît et par elle, l'humidité
des couches inférieures remonte vers les couches
supérieures.
1.6.1 : Comportement dynamique : loi de DARCY
La loi de comportement de la phase liquide d'un sol
traduit l'existence d'une relation entre les forces auxquelles sont soumis le
fluide et sa vitesse d'écoulement.
La plupart des ressources de l'écoulement de
l'eau dans le sol se déroulent dans l'état de sol non
saturé. Ces processus sont généralement compliqués
et difficile à décrire quantitativement à cause de la
variabilité spatiale de l'état de la teneur en eau du sol pendant
l'écoulement.
En effet une équation du type DARCY semble
être applicable dans le cas d'un sol saturé et non
saturé.
Le débit d'eau Q est proportionnel à la
surface de la section de flux (S) et au gradient hydraulique dH/dZ.
Le signe (-) indique que le flux a lieu dans le sens des
potentiels décroissants.
Le coefficient de proportionnalité (Ks)
appelé coefficient de Darcy, coefficient de perméabilité
ou conductivité hydraulique caractérise le sol.
1.6.1.1 : Cas d'un sol saturé
On peut définir le milieu saturé, comme
un milieu dans lequel les forces de rétention sont supérieures
à celles de gravité.
Dans ce cas, la force motrice est le gradient
hydraulique.
La loi de Darcy s'écrit :
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Avec : Q = flux transitant, en mm.h-1 ; dH =
charge hydraulique totale, en m ;
Ks = conductivité hydraulique à la
saturation, en mm.h-1 dZ = énergie de position, en
m.
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