Illustration - laboratoire PROTEE

CARACTERISATION DE l’HYDRODYNAMIQUE D’UN SOL
IRRIGUÉ AVEC DES EAUX USÉES DOMESTIQUES
Thésarde : Roberta Alessandra Bruschi Gloaguen
Universidade de São Paulo – ESALQ
USTV – PROTEE, CAPTE

Pourquoi étudier tudier l’hydrodynamique
hydrodynamique du sol?
Hydrodynamique
=
Comportement du sol face aux variations de l’humidité
Intérêts
1- Agronomique = réserve d’eau et développement des cultures
2- Environnemental = irrigation intense, pluies tropicales – substances
chimiques – estimer éventuelles pollutions

Objectifs de cette thèse th se
(1) Caractériser les propriétés hydrodynamiques du sol –
K(θ), Φm (θ)
(2) Calcul des flux et des bilans hydriques durant
l’irrigation de cultures de maїs et de tournesol
(3) Vérifier les altérations des propriétés hydrodynamiques
suite à l’irrigation

Evapotranspiration
Evaporation
Absorption
Capillarité
Irrigation
Infiltration
Bilan Hydrique
Précipitations
Percolation
∆ réserve
Ecoulement
superficiel
Drainage

Bilan Hydrique
ET = P + I - ES +/- Az +/-Qz
ET = évapotranspiration (mm)
P = précipitation (mm)
I = quantité d’eau irriguée (mm)
ES = écoulement superficiel (mm)
∆Az = variation de la réserve en eau à la profondeur z (mm)
Qz = flux (mm)
Qz > 0 : ascension capillaire
Qz < 0 : drainage interne

Bilan Hydrique
ET = P + I - ES +/- Az +/-Qz
Tensiomètres
8 profondeurs, de 0 à
200cm, tous les 25cm

∆A
Q
=
a
t
t
∫
z =
0 0
Bilan Hydrique
ET = P + I - ES +/- Az +/-Qz
⎡ ⎤
. dt = ⎢ θ ( φm
) dz dt
⎣
t t z
∫ ∫ ∫ Z z
⎥
0 0 0 ⎦
⎡ ∂φt
⎤
∫ q.
dt =
⎢
K
z ⎥
⎣ ∂ ⎦
( θ ) dt
Détermination des propriétés hydrodynamiques du sol

Détermination termination de la conductivité
conductivit
hydraulique du sol - K(θ) K(
Sur le terrain
En laboratoire
(système WIND)

Détermination termination de la conductivité
conductivit
hydraulique du sol - K(θ) K(
Intérêts de deux méthodes
Détermination sur le terrain:
mesures en situation réelle – peu de perturbation du sol
plus grande confiance
Détermination en laboratoire:
finesse des mesures (une valeur de K par cm de sol)
plus simple et pas de détermination des courbes de rétention

Détermination termination de la conductivité
conductivit
hydraulique du sol - K(θ) K(
nécessité de connaître θ

Détermination termination des courbes de
rétention tention Φm(θ) Prélèvement des échantillons sur le terrain;
Détermination en laboratoire par pesée lors de la désaturation des
échantillons pré-saturés – application de tension.
Umidade (m-3 m-3)
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
Curva característica do solo - 12,5 cm
Rank 1 Eqn 8001 [UDF 1] y=VAN GENUTC(a,b,c,d,e)
r 2 =0.99932449 DF Adj r 2 =0.99819865 FitStdErr=0.0050822712 Fstat=1479.3717
a=0.075635573 b=0.41069861 c=3.2097486
d=0.20547609 e=3.8437341
0.05
0.1 1 10
Tensão (m.c.a.)
100 1000

ln K
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
Profondeur 12,5 cm
y = 35,437x - 18,506
R 2 = 0,9548
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Courbes - K(θ) K(
Humidité (m 3 .m -3 )
K (m.h
2,5E-02
-1 )
2,0E-02
1,5E-02
1,0E-02
5,0E-03
0,0E+00
Profondeur 12,5 cm
y = 9E-09e 35,437x
R 2 = 0,9548
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Humidité (m 3 .m -3 )

Caractérisation
Caract risation de l’hydrodynamique
l hydrodynamique
1ère partie : Détermination des propriétés hydrodynamiques
2ème partie – Application :
Calculs des flux et des bilans hydriques durant les cultures

Qz (mm)
150
100
50
0
-50
-100
13/3/2002
Caractérisation
Caract risation de l’hydrodynamique
l hydrodynamique
23/3/2002
70 mm
2/4/2002
ET = P + I - ES +/- Az +/-Qz
Q
12/4/2002
z
=
22/4/2002
t 2
∑
t1
q
z
2/5/2002
12/5/2002
22/5/2002
1/6/2002
q z
11/6/2002
= −K
21/6/2002
⎛φt
⎜
⎝ z
1/7/2002
11/7/2002
−φt
− z
( ) ⎟ 1 2 θ . ⎜
1
2
qz (mm.j -1 )
⎞
⎠
45
35
25
15
5
-5
-15
-25
-35

Qz (mm)
150
100
50
0
-50
-100
13/3/2002
Caractérisation
Caract risation de l’hydrodynamique
l hydrodynamique
23/3/2002
Autre application des flux : estimer la pollution
par drainage interne
2/4/2002
12/4/2002
22/4/2002
2/5/2002
12/5/2002
22/5/2002
1/6/2002
11/6/2002
21/6/2002
1/7/2002
Q z . concentration soluté flux du soluté
11/7/2002
qz (mm.j -1 )
45
35
25
15
5
-5
-15
-25
-35

Merci!