Résultats du suivi gravimétrique lors des expériences d’infiltrations – drainages

Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse sont présentés suivant les techniques ou méthodologies mises en place et décrites précédemment. La première partie est consacrée à la présentation des résultats issus du suivi gravimétrique des colonnes durant les essais d’infiltrations – drainages. La seconde partie aborde les résultats issus du traitement des acquisitions dynamiques de l’évolution de la macroporosité et de l’eau durant les expériences d’infiltrations – drainages. Et la troisième partie présente les résultats obtenus par modélisation des écoulements et porte plus précisément sur les analyses de sensibilités réalisées et les estimations des paramètres non mesurables. Cette partie présente les résultats de l’évolution de la masse d’eau circulant dans les colonnes de sol (hauteur d’eau dans la colonne) et de la quantité d’eau drainée en bas de colonne lors des expériences d’infiltration d’eau réalisées dans le scanner médical. Ces données permettent de vérifier la quantité apportée et le débit imposé à chaque essai, et d’aborder aussi les limitations de cette technique de suivi.

Le suivi de la masse d’eau stockée dans la colonne et drainée, est réalisé toutes les 10 s. Pour vérifier la quantité d’eau apportée, on additionne la masse mesurée par la balance qui collecte l’eau de drainage (suivi du drainage) et les masses mesurées par les balances qui supportent la colonne (suivi de la hauteur d’eau). Il est à noter que pour les colonnes instrumentées (« colonnes jumelles »), en conditions humide et moyennement sèche, le dispositif expérimental est différent : la colonne est disposée sur une balance reliée au dispositif enregistrant aussi les données des microtensiomètres. Cet ensemble enregistre les données toutes les 20 min, sauf dans le cas de la colonne Lysimètre qui est posée sur une balance à enregistrement toutes les 10 s. Pendant l’expérience au scanner médical sur la colonne Verger en condition humide, l’enregistrement de la masse d’eau drainée n’a pas été fait. Durant toute l’expérience, la masse a été suivie manuellement toutes les deux minutes. L’ensemble des expériences réalisées montre un apport d’eau relativement variable, dont la variabilité est corrélée à celle du flux imposé par le simulateur de pluie constant (fig. III – 1). En effet, bien que la valeur cible soit de 20 mm.h-1 et que le simulateur de pluie soit étalonné avant chaque expérience (étalonnage réalisé sur 3 min), on observe une variabilité importante du débit délivré par le simulateur de pluie entre les expériences. Les causes possibles de cette variation peuvent être une erreur d’opérateur (erreur de mesure du débit, ou de calcul du débit) ou des modifications de pertes de charges lors de l’installation du simulateur de pluie (coincement ou courbure des tubes, présence de bulles d’air dans le circuit, pliure au niveau d’aiguilles hypodermiques, …) (tableau III – 1). Les intensités et les apports d’eau sont plus variables pour les essais effectués avec une teneur en eau initiale loin de la capacité au champ, ces variations doivent être prises en compte dans l’interprétation des résultats. Ce problème d’intensité délivrée différente n’a pu être vu qu’à l’issu de l’expérience lors du traitement des données mesurées par les balances. L’apport d’eau durant les expériences est constant.

Le suivi temporel du drainage et du stockage dans les colonnes de sols permettent de visualiser la dynamique globale de l’écoulement d’eau, avec les régimes d’imbibition : (a) phase transitoire, (b) pseudo-stationnaire et (c) drainage libre. Les figures III – 2 (trait plein) montrent les infiltrations réalisées à la même teneur en eau initiale (une teneur en eau par colonne) et pour les trois sols étudiés ainsi que la courbe de stockage et de drainage des colonnes « jumelles » restées en laboratoire (instrumentées afin de définir les conditions initiales du potentiel matriciel en trait pointillé). scanner. Seule la colonne Lysimètre au scanner montre un comportement différent. Dans cette colonne, l’eau apportée a stagné en surface (phénomène de « flaquage ») et s’est très peu infiltrée durant l’expérience. Le drainage a été lent (plusieurs heures) et donc le stockage a été plus important (voir paragraphe IV.1). Les intensités de pluie ont été identiques (proches à 20% cependant), quel que soit le sol et la colonne. Seule une différence de structure entre Lysimètre passée au scanner et Lysimètre instrumentée peut expliquer la différence de comportement hydrodynamique. Le fait que les autres colonnes instrumentées et passées au scanner aient des comportements similaires à cette teneur en eau initiale, apporte une première validation de l’utilisation des colonnes jumelles. Les résultats sont cependant différents quand l’état hydrique initial est plus sec.