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223 LE POINT SUR ... , .~)wtlièses, ilotes tc~~htiiyrres et actiicilités Cette rubrique est comacrée à des articles qui ofli-ent au lecteur des mises au yoiiit, des ilotes techniques, des ti-aallaux de syizthèse, dans le doniairie de I'ugi-oriomie tropicale, s'ajorrtaiit aux ti-asaux oi-igiriaux de recherche publiés par la ï-elwe. Le contrôle de la salinité à l'aide de capteurs électriques : application à un périmètre irrigué en Tunisie . I - Le capteur électrique de salure ' J.-P. MONTOROI (1) RÉSUMÉ - Sur le territoire tunisien, la mise en valeur des terres agricoles doit prendre en compte les risques grandissants de salinisation, notamment avec le développement de l'irrigation estivale. Celle-ci doit être pratiquée avec discernement et nécessite un contrôle régulier. Les capteurs électriques, in situ ou mobiles, sont un bon moyen pour y parvenir. Une expérimentation, menée sur une parcelle traditionnellement exploitée, permet de tester le capteur électrique de salure en conditions naturelles et sous irrigation. Cet instrument est adapté au contrôle de la salinité lorsque les apports d'eau sont réguliers et maintiennent le sol au voisinage de la capacité de rétention. II indique des valeurs fiables de la température du sol. Son coût limite son emploi systématique. Cependant, une utilisation localisée - au niveau de la nappe ou dans la zone racinaire - est particulièrement conseillée pour évaluer et limiter les risques de salinisation. Mots clés : salinité, irrigation, sol, conductivité électrique, résistivité, température, Tunisie. Le développement des périmètres irrigués dans la basse vallée de la Medjerda s'est accompagné d'une recrudescence des risques de salinisation secon- daire des sols par une nappe phréatique salée peu (1) ORSTOM, BP 1386, Dakar-Hanri, Sénégal. Adresse actuelle : ORSTOM, 72, route d'Aulnay, 93143 Bondy profonde. I I s'avère donc important de pouvoir diagnostiquer l'ampleur du phénomène, et de mieux le contrôler. De nombreuses méthodes existent pour mesurer la salinité d'un sol (RHOADES et CORWIN, 1984). Certaines sont fondées sur des procédures analytiques lorsqu'il s'agit de connaître la concentration d'un élément soluble, ce qui implique des prélèvements d'échantillons de sol, ou de solution du sol. Diverses formulations, plus ou moins empiriques et conventionnelles, permettent d'apprécier le degré de salinité ainsi que I'évolution de la composition Cedex, France. I chimique. OßSTOM Fonds Documentaire L'AGRONOMIE TROPICALE 1992,46 - 3 Gote F J.-P. Montoroi 224 D'autres utilisent les propriétés électriques du sol soit par propagation de signaux (induction électro- magnétique, résistivité, réflectométrie), soit par capteurs in situ (conductivité). II s'agit surtout d'une détermination globale de la salinité, particulière- ment appropriée pour le diagnostic, l'inventaire et le contrôle des terres salées, irriguées ou non. La mise en œuvre de ces dernières techniques demande moins d'investissements financiers et humains que les méthodes analytiques, notam- ment en matière d'échantillons. Cependant, une combinaison de ces deux catégories méthodologiques est souhaitable pour minimiser le nombre de prele- vements, caractériser de plus grandes surfaces et suivre des évolutions temporelles (RHOADES, 1984). Nous allons présenter les résultats d'une expérimentation destinée à tester sur le terrain plusieurs capteurs électriques, .en conditions naturelles et sous irrigation. Le présent article traitera des résultats obtenus avec le capteur électrique de salure (salinity sensor) et montrera les limites de son utilisation. Un second article sera consacré à la sonde quadripôle. Matériel et méthode I - z Cache de protection 1 i 1 . . polarisée Cellule vue en coupe Cable de connexion Goupille Element electrolytique Ressort Electrodes (platine) Cache de protection Thermistance Cellule 4 2.8 cm t Figure 1. Le capteur électrique de salure (salinity sensor) de Soil Moisture Equipment Corp. (extrait de la notice d'utilisation). quadripôles ont été ajoutés au niveau des stations ST1, ST2 et ST3. Les capteurs sont places verti- ' calement, à 30, 60 et 90 cm (MONTOROI, 1985). L~ 20 kilomètres i En STO, une ancienne implantation horizontale de ces à l'ouest de Tunis dans le domaine des périmètres i capteurs a été conservée (figure 2). Les mesures sont irrigués de la basse vallée de la Medjerda, dans le , au moins bihebdomadaires au COUlS des périodes de d ' & , d e choisie est située secteur d'El Habibia. ' . périodes seches. La région tunisoise se caractérise par un climat où I prédominent les pluies automnales et hivernales, avec ' pluie ou d'irrigation, et hebdomadaires pendant les une période sèche bien tranchée de juin à août. La pluviométrie moyenne annuelle est d'environ 450 mm. Le sol est peu évolué, d'apport alluvial, vertique, présentant une nappe d'eau salée (environ 8 mS cm-I) dont le niveau fluctue entre 1 et 1,50 m (MONTOROI, 1981). Dispositif expérimental Une expérimentation neutro-tensiométrique, sur quatre stations disposées en séquence le long d'un drain en poterie - STO en amont A ST3 en aval -, a été entreprise pour une étude de caractérisation hydrodynamique (MONTOROI, 1983,1984). En complément de ce dispositif, des capteurs électriques de salure (figure 1) et des sondes Le matériel Le capteur électrique de salure fournit deux types d'information (RICHARDS, 1966) : la conductivité électrique de la solution du sol à 25 O C (CESS), lue directement, et la température du sol, indiquée indirectement. Mesure de la conductivité Le capteur, implanté dans le sol, est branché sur un conductivimetre (le salinity bridge de Soil Moisture Equipment Corporation). La mesure de la conductivité électrique de la solution du sol à la température conventionnelle de 25 O C est obtenue par simple lecture, après affichage des deux paramètres caractérisant I'étalonnage du capteur. Cet étalonnage - établi à partir de plusieurs solutions dont la conductivitk, comprise entre 2 et 16 mS cm-l, est L "i % ! j I I I l i i I : I ' 2 Le contrôle de la salinite : le capteur électrique de salure 225 STO 6 I:¡ P6 1 Tube de sonde à neutrons 2 Tensiometre 3 Capteur électrique de salure 4 SoQde quadripôle 5 Piézomètre 6 Support manometrique à niveau de Hg constant i 1 - . - ; ! ' i ! I * ST1, ST2, ST3 - * i (tg a = 05) - - - . - - _ I - i - - - - i Schema général Schema général I 1 o @ 5 L- __....._........... * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O 3 o1 4 4 4 4 4 4 4 3 e! 4 o x X x x x Figure 2. Implantation des équipements dans les stations STO, ST1, ST2, ST3. connue - est réalisé par le fabricant. II a été contrôlé au laboratoire pour la plupart des captem klectriques de salure. Le conductivimètre employé ne donne que des valeurs supérieures à 1,s mS cm-1. Détermination de la température du sol La température du sol est déterminée après lecture préalable de la résistance d'une petite thermistance électrique incluse dans le capteur. Cette mesure, qui varie selon la température ambiante du sol, doit être rapportée a la valeur Caractéristique du capteur a 25 O C . On lit alors la température du sol correspondant à ce rapport sur un abaque fourni par le fabricant. Résultats expérimentaux La mesure de la conductivité électrique Evolution de la CESS Les mesures réalisées sont reportées dans la figure 3. En conditions naturelles, trois périodes principales peuvent être distinguées au cours de l'année : - de juillet à octobre, une période de sécheresse estivale sans irrigation. Les horizons inférieurs, situés à 90 cm, soumis à l'influence d'une nappe phréatique 2 2 6 > J.-P. Montoroi salée - entre 7 et 10 mS cm-1 selon l'époque de l'année -, se salinisent par remontée capillaire et concentration des sels solubles. Sur ST3, la CEss s'élève régulièrement et se stabilise en septembre- octobre à environ 13 mS cm-1. Cévolution est moins sensible en ST2, car, compte tenu de la dénivelée de 20 cm entre les deux stations, le capteur est plus éloigné de la nappe ; - de novembre à février, une période de pluies hivernales à répartition de plus en plus irrégulière, inférieures à 30 mm. L'influence de la nappe s'estompe progressivement, car la percolation des eaux météoriques, quoique lente, devient prépondérante. A 90 cm, la CESS diminue de 6 mS cm-1 sur ST2 et de 8 mS cm-í sur ST3, puis se sfabilise à 2,5 et à 5 mS cm-1. A l'inverse, les horizons supérieurs subissent une légère élévation de la CEss. La resaturation du sol provoque d'abord la dissolution des sels précipités durant la saison sèche puis leur mobilisation vers la nappe, d'où une décroissance lente de la CEss. Ces deux processus interviennent en concomitance, le premier prédominant au d'ébut, le second ensuite ; - de mars à mi-juin, un printemps sec, avec un seul épisode pluvieux d'environ 50 mm, en début mars. On retrouve, pour les horizons inférieurs, le processus de salinisalion vers le haut à partir de la nappe. Sur ST3, la CESS augmente encore pour atteindre 16,5 mS cm-1 à la mi-juin. Dans les horizons í supérieurs, la dessiccation du sol devient de plus en i plus intense. Les sels solubles précipitent uploads/s1/ controle-de-la-salinite-pdf.pdf