Wikigeotech:Sonde de mesure de succion : Différence entre versions

Version du 30 juillet 2020 à 12:38

PRINCIPE

La sonde dite de succion permet de mesurer le potentiel hydrique d'un sol, couramment appelé succion. L’eau présente dans un sol est soumise à diverses forces. La succion dans un sol signifie l’attraction exercée par un système sur l’eau extérieure, rapportée à la surface de contact. Pour évoquer cette attraction on parle de potentiel hydrique du sol. Ce potentiel correspond à la différence d’énergie libre entre l’eau du sol et une eau de référence. En d’autres termes, il s’agit de la quantité d’énergie à fournir pour extraire l’eau du sol.

La principale difficulté pour cette mesure est que l'eau présente dans le sol n'est pas libre et le milieu n'est pas saturé.

Différents type de sonde

on distinguera deux types de sondes à foncer :

• sonde tensiométrique : le potentiel matriciel au sein du matériau poreux s’équilibre avec celui des sols environnants. Une mesure électrique est réalisée dans ce matériau poreux. Le boîtier électronique reliée à la sonde convertie la mesure en cbar.;
• tensiomètre à eau : un tensiomètre se compose d'un filtre poreux et d'un moyen de mesurer la contrainte, qui sont séparés par un réservoir rempli de fluide (généralement de l'eau). Les tensiomètres sont donc similaires dans leurs parties constitutives aux piézomètres. Ils fonctionnent en permettant à l'eau d'être extraite du tensiomètre, dans le sol, jusqu'à ce que le stress qui maintient l'eau dans le tensiomètre soit égal à la contrainte qui retient l'eau dans le sol, c'est-à-dire l'aspiration du sol. Cette dépression est mesurée avec un capteur de pression portatif à aiguille hypodermique, PA [hPa]. La hauteur d’air dans le tube Hb est mesurée également.

Un tensiomètre à eau se compose d'un filtre poreux et d'un moyen de mesurer la contrainte, qui sont séparés par un réservoir rempli de fluide (généralement de l'eau). Les tensiomètres sont donc similaires dans leurs parties constitutives aux piézomètres. Ils fonctionnent en permettant à l'eau d'être extraite du tensiomètre, dans le sol, jusqu'à ce que le stress qui maintient l'eau dans le tensiomètre soit égal à la contrainte qui retient l'eau dans le sol, c'est-à-dire l'aspiration du sol. Lorsque cette condition est remplie, il n'y aura plus d'échange d'eau entre le sol et le tensiomètre.

APPLICATIONS

La sonde de mesure de succion permet :

• de déterminer du potentiel hydrique au sein d’un massif non saturé, notamment en géotechnique ;
• évaluer l’état hydrique des sols de culture (cultures agricoles, fermes) ;
• aider à l'irrigation des parcs et des jardins.

AVANTAGES

Les deux types de sondes ont des avantages différents:

• le tensiomètre à eau :
  • Gamme de mesure plus étendue vers les fortes tensions
  • Mesure électrique facilement enregistrable sur centrale d’acquisition
  • la sonde n'est pas affectée (ni endommagée) par les propriétés physiques du sol (matière organique, pierres, densité apparente) et la plupart des propriétés chimiques du sol (par exemple, le pH).

• le tensiomètre :
  • Absence de circuit hydraulique, ce qui simplifie la préparation
  • peu de besoins de Maintenance de fonctionnement facilitée
  • résistance au gel
  • Pas de problème de stockage des données qui sont transmises directement au boîtier de mesure

LIMITATION

Les Sondes de succion nécessitent tous un boîtier de mesure (sonde non autonome). Le type de mesure nécessite un réglage sur le boîtier en fonction de la température au point de mesure. Il conseillé de mesurer simultanément la température.

les limites de chacun des types de capteurs sont les suivantes :

• tensiomètre à eau :
  • Mesures non significatives <10 cbar (sol saturé en eau;
  • Impossibilité de rétablir la conductivité hydraulique lors d’un dessèchement de la sonde entraînant un retard de réponse possible et des mesures de succion anormalement élevées ;
  • Nécessité de revenir régulièrement saturer le dispositif
  • Aucun test n'a été effectué dans les sols salins, de sorte que la performance de ce type de capteurs dans les sols salins est inconnue.

• tensiomètre :
  • Mesures limitées à environ 250 kPa (sol très argileux).

Dans les deux types de capteurs, il n'y aucun moyen de contrôle de bon fonctionnement en cas de dérive.

MISE EN ŒUVRE

La mise en œuvre sera fonction de la nature et de la compacité des horizons traversés et du type de sonde. Des recommandations de pose sont mentionnées dans des documents liés à l'usage agricole de ces sondes^[1]

• Capteur enfouissable
• Trou taraudé positionné dans la paroi d’une tranchée
• Tubes d’extension pour le placement et le retrait lors de l’enfouissement.

Implanter les sondes quelques heures dans de l’eau avant immersion dans le sol (éviter immersion trop longue dans l’eau). Vérifier que la tension lue soit comprise entre 0 et 6 cbar.

MESURE, INTERPRÉTATION

Il n'existe pas de référence pour ce type de mesure. L'interprétation dépend de l'usage et du couplage de ces données avec d'autres informations (mesures de teneur en eau, etc.)

COMMANDE

Les points suivants doivent faire l'objet d'une précision particulière lors de la commande :

• Repérer le forage sur un plan ;
• Définir la position de la sonde ;
• Contrôler le fonctionnement des capteurs avant insertion
• Avoir plusieurs sites de mesures (mesures ponctuelles)
• Choisir des emplacements de parcelles adaptés au type d’irrigation
• Placer les capteurs selon le type de sol (profondeur,…)
• Enregistrer fréquemment et régulièrement

CONTRÔLE DES PRESTATIONS

Sur le terrain on s'attachera à vérifier

• l'implantation,
• la profondeur,
• le mode de réalisation du forage,
• le mode de pose de la sonde,
• l'étalonnage des matériels nécessaires au mesurage,
• la réalisation de plusieurs mesures de vérification après la pose,
• dans le cas de sonde foncées, multiplier les mesures jusqu'à stabilisation des valeurs.

RÉFÉRENCES

1. ↑ L. Rieul et P. Ruelle. 2003. Irrigation : guide pratique. 3ème édition. Ed. Cemagref. 342 pages.