{"id":6507,"date":"2021-03-12T16:19:49","date_gmt":"2021-03-12T15:19:49","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=6507"},"modified":"2021-03-19T13:31:48","modified_gmt":"2021-03-19T12:31:48","slug":"geophysical-methods-for-field-scale-characterization-of-soil-structure","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2021\/03\/geophysical-methods-for-field-scale-characterization-of-soil-structure\/","title":{"rendered":"Geophysical Methods for Field-Scale Characterization of Soil Structure"},"content":{"rendered":"\n<p><em>Th\u00e8se soutenue par Alejandro Romero Ruiz, le 26 mars 2021, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Le sol est une ressource naturelle essentielle et le compartiment biologique le plus actif de la biosph\u00e8re. Les sols sont les supports de l\u2019agriculture et de la sylviculture, et ils abritent des processus hydrologiques qui contr\u00f4lent en grande partie la recharge des ressources mondiales en eaux souterraines. La structure ou l\u2019architecture du sol, i.e., la liaison et la disposition des constituants du sol entre eux, est un param\u00e8tre important pour les fonctions hydro-\u00e9cologiques du sol. La structure du sol d\u00e9termine les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et hydrauliques du sol qui sont dif\ufb01ciles \u00e0 caract\u00e9riser \u00e0 grande \u00e9chelle spatiale.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-cover has-parallax\" style=\"background-image:url(https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/files\/2021\/03\/romero-ruiz.jpg);min-height:320px;aspect-ratio:unset;\"><div class=\"wp-block-cover__inner-container is-layout-flow wp-block-cover-is-layout-flow\">\n<p class=\"has-text-align-center has-large-font-size\"><\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<div style=\"height:30px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p>En g\u00e9n\u00e9ral, la caract\u00e9risation de la structure du sol est effectu\u00e9e en laboratoire sur des \u00e9chantillons de sol \u00e0 petite \u00e9chelle ou sur des mesures \u00e9pisodiques sur le terrain \u00e0 petite \u00e9chelle. Cela offre des informations limit\u00e9es sur les variations spatiales et temporelles de la structure du sol. La motivation de cette th\u00e8se repose sur le besoin de techniques de caract\u00e9risation qui fournissent des informations sur la structure du sol \u00e0 de grandes \u00e9chelles spatiales (par exemple, pour des applications dans l\u2019exploitation et la gestion agricoles) et peuvent guider les strat\u00e9gies de maintien d\u2019une structure de sol favorable. L\u2019objectif principal est d\u2019\u00e9valuer le potentiel de l\u2019utilisation de m\u00e9thodes g\u00e9ophysiques pour caract\u00e9riser la structure du sol aux \u00e9chelles mentionn\u00e9es. Nous avons identi\ufb01\u00e9 les m\u00e9thodes g\u00e9ophysiques qui pr\u00e9sentent le plus grand potentiel pour mesurer les \u00e9tats m\u00e9caniques et hydrauliques du sol. Pour cela, nous avons choisi la m\u00e9thode sismique sensible aux propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du sol et les m\u00e9thodes g\u00e9olectriques sensibles \u00e0 la teneur en eau du sol et aux caract\u00e9ristiques du r\u00e9seau poreux.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans nos \u00e9tudes, nous int\u00e9grons la suivi de donn\u00e9es g\u00e9ophysiques sur le terrain et la mod\u00e9lisation physique des donn\u00e9es g\u00e9ophysiques mesur\u00e9es. Cela permet d\u2019interpr\u00e9ter les signaux mesur\u00e9s en termes de structure du sol. Nos \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9es sur le site exp\u00e9rimental du Soil Structure Observatory (SSO), situ\u00e9 \u00e0 proximit\u00e9 de Z\u00fcrich, en Suisse. Le SSO est un site d\u2019\u00e9tudes exp\u00e9rimentales sur le long terme con\u00e7u pour \u00e9tudier l\u2019\u00e9volution des propri\u00e9t\u00e9s du sol apr\u00e8s un \u00e9v\u00e9nement de compactage qui a eu lieu au printemps 2014. Nous avons suivi les donn\u00e9es g\u00e9ophysiques dans les sols non compact\u00e9s et les sols compact\u00e9s. Nous avons mesur\u00e9 la vitesse des ondes de pression dans les sols au printemps et \u00e0 l\u2019\u00e9t\u00e9 2019. Les vitesses mesur\u00e9es ont \u00e9t\u00e9 fortement affect\u00e9es par le compactage du sol et \u00e9taient environ 30 % plus \u00e9lev\u00e9es pour les sols compact\u00e9s que pour les sols non compact\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n<p>Notre mod\u00e8le interpr\u00e8te ces diff\u00e9rences comme une augmentation de la zone de contact m\u00e9canique entre les agr\u00e9gats du sol caus\u00e9e par le compactage. De la m\u00eame mani\u00e8re, nous avons suivi la r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique du sol au printemps et \u00e0 l\u2019\u00e9t\u00e9 2018. Ces donn\u00e9es ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que le compactage du sol produit une diminution de la r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique du sol (sim15%). Sur la base de notre mod\u00e9lisation, ces diff\u00e9rences peuvent \u00eatre interpr\u00e9t\u00e9es comme une r\u00e9duction de la macroporosit\u00e9 du sol et de sa connectivit\u00e9 par l\u2019\u00e9v\u00e9nement de compactage. Les donn\u00e9es sismiques et g\u00e9olectriques sugg\u00e8rent que les propri\u00e9t\u00e9s du sol ne se sont pas enti\u00e8rement r\u00e9tablies du compactage.<\/p>\n\n\n\n<p>De plus, la teneur en eau mesur\u00e9e sur le terrain a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les sols compact\u00e9s sont g\u00e9n\u00e9ralement plus secs que les sols non compact\u00e9s. Notre mod\u00e9lisation sugg\u00e8re que cela est d\u00fb \u00e0 une \u00e9vaporation plus \u00e9lev\u00e9e dans les sols compact\u00e9s. La recherche rapport\u00e9e ici est une premi\u00e8re \u00e9tape pour utiliser des m\u00e9thodes g\u00e9ophysiques pour relever un d\u00e9\ufb01 de longue date de la quanti\ufb01cation de la structure du sol pour informer les activit\u00e9s agronomiques et aider \u00e0 calibrer des mod\u00e8les climatiques qui reposent sur des informations actuellement incompl\u00e8tes sur les sols.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se soutenue par Alejandro Romero Ruiz, le 26 mars 2021, Institut des sciences de la Terre (ISTE) Le sol est une ressource naturelle essentielle et le compartiment biologique le plus actif de la biosph\u00e8re. 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