Matériels et Méthodes DU SOL

Prélèvements des sols, caractérisations hydriques et physiques

Caractéristiques pédologiques des sites prélevés

Pour ce travail, il est prélevé trois types de sol. Deux sols sont issus de parcelles « autochtone » du domaine INRA Saint Paul d’Avignon, le troisième est un sol « allochtone » issu d’import du sol du village de Collias (30 – Gard) il y a une quarantaine d’années. Le sol rapporté a été stocké dans des cases lysimétriques depuis et n’a jamais été remanié ni cultivé. La figure II – 1 montre la localisation des prélèvements sur le site de l’INRA d’Avignon. Le sol prélevé au point Lysimètre est un sol issu d’une parcelle agricole cultivée et travaillée en grande culture de blé. Le prélèvement a été fait après la moisson de 2016 (~juin 2016). Le sol prélevé au point Verger est un sol issu d’une parcelle agricole proche du précédent mais qui n’est pas travaillé. C’est une parcelle cultivée en verger de pêcher. Le prélèvement est réalisé entre deux arbres afin de ne pas échantillonner la zone tassée par le passage des roues des engins agricoles. Les caractéristiques des trois sols sont récapitulées dans le tableau II – 1 suivant. Les textures des sols sont les suivantes : limon moyen sableux (Collias) ; argilo – limoneuse (avec argiles gonflantes) pour Lysimètre et Verger, qui diffèrent par le travail du sol. 

Prélèvement des échantillons de sol

Le prélèvement des colonnes de sol étudiées est identique au prélèvement des échantillons appelés « Wind » et qui servent à établir les caractéristiques hydriques. Le protocole de prélèvement dans le cas des Wind est décrit avec plus de détail. Les prélèvements réalisés correspondent donc à, deux cylindres pour les caractérisations « Wind » et de 2 colonnes, pour les essais d’infiltration et le suivi des potentiels hydriques, pour chaque type de sol, soit 6 cylindres « Wind » et 6 colonnes de sol.

Prélèvement des cylindres « Wind »

Le prélèvement des cylindres « Wind » est décrit par un protocole établi au laboratoire EMMAH (Tamari et al., 1993a; Chapelet et al., 2000). Ce sont des échantillons prélevés dans des cylindrique-couteaux de métal de 7 cm de hauteur et 6 cm de rayon environ, deux prélèvements superposés couvrent donc environ 15 cm de hauteur de sol. Les points techniques importants du prélèvement sont de : – Placer le cylindre-couteau (côté biseauté sur le sol) sur une surface de sol plane (contrôle de l’horizontale au niveau à bulle), nettoyée de la couche superficielle de végétation, 1 à 2 cm d’épaisseur ; – Placer les outils d’enfoncements (rehausse et pièce martyre) sur ce cylindre ; la rehausse est une partie métallique ajoutée sur la surface supérieure du cylindre-couteau et qui permet la frappe avec une massette ; – Frapper avec la massette au centre de la pièce de frappe avec contrôle régulier de l’enfoncement : éviter le décollement du sol sur les bords internes du cylindre et une pénétration de biais du cylindre ; – Dégager au fur et à mesure le sol autour du cylindre-couteau pour diminuer les contraintes et les forces de cisaillement à la pénétration du couteau. Une fois le cylindre rempli, il est excavé du sol. Le bas du cylindre est arasé. L’échantillon est emballé, identifié et placé au réfrigérateur pour le conserver à l’abri de la lumière et à une température basse évitant la germination des graines. Ensuite en laboratoire, ces échantillons, prélevés entre 0-7 cm et 7-14 cm de profondeur vont permettre de déterminer les propriétés hydrodynamiques de l’épaisseur de sol étudiée, qui correspond également à la Chapitre II – Matériels et Méthodes 45 hauteur de sol prélevée dans les colonnes PVC et qui seront passées au tomographe RX ou instrumentées. II.1.2.2. Prélèvement colonne de sol Le prélèvement des colonnes de sol se fait selon le même procédé que le prélèvement « Wind ». Un couteau cylindrique (bague cylindrique biseautée) ainsi qu’une rehausse et une pièce martyre ont été fabriqués afin de s’adapter aux dimensions du tube PVC utilisé (diamètre intérieur 12 cm). Comme pour les prélèvements « Wind », une attention particulière est portée sur le dégagement du sol autour de la colonne afin de limiter les contraintes de frottement sur les parois du tube PVC et une force de résistance à la déformation de la colonne de terre permettant ainsi de prévenir une déformation ou une cassure éventuelles du tube PVC, et surtout de limiter les modifications structurales (Lelièvre, 1978) (fig. II – 2). Une fois prélevés, les colonnes de sol sont équipées d’une grille maintenant le sol (grille PVC à trous de 0,5 mm de diamètre, tous les 2 mm) en bas de colonne et sont refermées à leurs extrémités par deux bouchons PVC étanches. Les colonnes sont stockées dans une enceinte frigorifique (4°C) pour préserver la teneur en eau, et éviter la germination des graines et ralentir l’activité des lombrics. Avant de réaliser les premiers essais d’infiltration, un ajout de 2 ml de chloroforme pur, réparti sur toute la surface de la colonne, est réalisé afin de stopper l’activité lombricienne et d’éliminer une grande partie de la faune et de la flore présentes. Il est en effet nécessaire de « figer » la structure tout au long de la série d’expériences d’infiltrations – drainages. Les colonnes sont ensuite maintenues enfermées 24h dans un sac plastique (sous hotte), puis quelques heures ouvertes sous la hotte afin d’évacuer les dernières vapeurs de chloroforme. Après ce traitement, il est fait une pluie de rinçage de ce produit, ainsi que deux autres pluies afin d’observer le fonctionnement de la colonne de sol (temps de percée). Cela permet également au sol de l’échantillon de se stabiliser et d’être à une teneur en eau proche de la Chaque colonne prélevée subit 3 essais d’infiltration – drainage avec suivi de l’évolution de la quantité d’eau dans la colonne et du drainage. Les deux premières pluies sont faites à une intensité de 20 mm.h-1 et la 3ème est à 6 mm.h-1 . Il est apporté au total 30 mm d’eau à chaque expérience d’infiltration, ce qui fait des durées d’infiltration de 90 min (intensité à 20mm.h-1 ) et de 5h (intensité à 6 mm.h-1 ).