Identification et modélisation des propriétés et processus de transport d'eau dans le sol et du prélèvement hydrominéral des plantes.

Identification et modélisation des propriétés et processus de transport d'eau dans le sol et du prélèvement hydrominéral des plantes.

• Transferts hydriques dans les sols structurés : écoulements préférentiels, interactions entre macro et microporosité. Processus et modèles. <br> • Fonctionnement des sols hétérogènes : prédiction du régime hydrique des sols forestiers tassés

Transferts hydriques dans les sols structurés : écoulements préférentiels, interactions entre macro et microporosité. Processus et modèles.

Fonctionnement des sols hétérogènes : prédiction du régime hydrique des sols forestiers tassés

L’exploitation de la biomasse forestière repose sur une forte mécanisation et l’utilisation régulière d’engins d’exploitation lourds pouvant compacter et dégrader les sols. La circulation des engins forestiers est alors concentrée sur des chemins dédiés (i.e. cloisonnements) afin de réduire les surfaces circulées et dégradées par tassement et orniérage. Cette dégradation ayant un impact sur la croissance des peuplements. L’enjeu est de maintenir ces voies de circulation praticables sur le long terme (Fig. 1). Pour cela il est nécessaire de connaitre l’état hydrique du sol au moment du passage de l’engin puisque la portance d’un sol dépend en partie de son humidité (la résistance d’un sol à l’application d’une contrainte verticale diminue avec l’augmentation de la teneur en eau).

2 Images illustrant des cloisonnements aux dégradations différentes

Figure 1 : exemple de 2 cloisonnements aux dégradations différentes, le premier présente peu d’impacts visuels au sol tandis que le second est orniéré et l’eau a des difficultés à s’infiltrer.

Dans le cadre de la thèse de M. Martin (2019) et de la collaboration avec l’institut technologique FCBA et ONF au sein du projet européen EFFORTE , un « observatoire des cloisonnements » regroupant 14 sites a été mis en place dans le quart Nord-Est de la France. Différents suivis y ont été réalisés : mesures continues de l’humidité des sols avec des sondes capacitives, sondages itinérants et ponctuels avec des sondes TDR, mesures gravimétriques, test d’infiltration etc… (Fig. 2). Ces mesures ont été réalisées sur des binômes zone tassée (= cloisonnement) – zone non tassée et ont permis de quantifier l’effet du tassement sur les propriétés hydrodynamiques des sols forestiers.

Image représentant des mesures réalisées sur les sites expérimentaux

Figure 2 : exemples de mesures réalisées sur les sites expérimentaux (a) tests d’infiltration selon la méthode BEST (Lassabatère et al., 2006) pour estimer les paramètres hydrodynamiques, (b) relevées d’humidité à différentes profondeurs à l’aide de sondes capacitives et (c) prélèvements pour mesurer la teneur en eau volumétrique.

Le régime hydrique de ces sols tassés et non tassés a été modélisé à l’aide du modèle mécaniste 1D VSoilforest basé sur l’équation de Richards et disponible dans la plateforme VSoil (Fig. 3). Les travaux en cours visent à tester ce modèle avec l’utilisation de paramètres qui ne seraient pas mesurés mais déduits de bases de données existantes dans le but de développer un service climatique permettant de prédire l’humidité et la portance des cloisonnements selon les conditions météorologiques à l’échelle du cloisonnement et de la parcelle.

Manon évolution de la teneur en eau volumique simulée

Figure 3 : comparaison de l’évolution de la teneur en eau volumique simulée par le modèle VSoilforest avec les valeurs mesurées sur la parcelle (non tassée) en Forêt Domaniale des Hauts-Bois, commune d’Azerailles (54) à 15 cm de profondeur (Martin, 2019)

Date de modification : 21 juin 2023 | Date de création : 12 juin 2020 | Rédaction : M. Martin, S. Ruy