Fonctionnement hydrique des sols

ETUDE DU FONCTIONNEMENT HYDRIQUE DES SOLS DU DISPOSITIF

EXPERIMENTAL CROP-NEWS DE KAMBOINSE EN FONCTION DU

SYSTEME ET DES PRATIQUES CULTURALES

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU

MASTER EN INGENIERIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT

OPTION : INFRASTRUCTURES ET RESEAUX HYDRAULIQUES(IRH)

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Présenté et soutenu publiquement le [Date] par

Jean d’Amour DUSABIMANA

Travaux dirigés par :

Dr. Dial NIANG, Enseignant chercheur 2iE/LEAH

Dr. Rabah LAHMAR, Agronome et pédologue CIRAD /2iE/LEAH

Mr. Jean Marie DOUZET, Chercheur au CIRAD

Jury d’évaluation du stage :

Président : Prénom NOM

Membres et correcteurs : Prénom NOM

Prénom NOM

Prénom NOM

Promotion [2014/2015]

Etude du fonctionnement hydrique des sols du dispositif expérimental Crop-News de Kamboinsé en

fonction du système et des pratiques culturales

DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page i

CITATIONS

« Nous plaçons désormais la protection des sols au même plan que l'épuration

de l'air et de nos ressources en eau »

Margot WALLSTRÖM, commissaire européen chargé de l'environnement, avril

2002

« En comprenant mieux le sol, nous trouvons qu’il est non seulement plus

complexe que l’on imagine, mais aussi qu’il est plus complexe et merveilleux

que l’on peut imaginer »

Prof. W.R Gardner, 1991



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page ii

DEDICACE

Je dédie ce travail :

A mes parents pour leur amour inestimable, leur confiance, leur soutien,

leurs sacrifices et toutes les valeurs qu'ils ont su m'inculquer

A toute ma famille ainsi qu'à mes amis.



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page iii

REMERCIEMENTS

La réalisation de ce travail a été possible grâce au concours de plusieurs personnes à qui je

voudrais témoigner toute ma reconnaissance.

Je tiens à remercier toutes les personnes qui, de près ou de loin, m’ont permis de mener à bien

ce travail. Je voudrais plus spécifiquement faire part de ma gratitude aux personnes

suivantes :

Docteur Dial NIANG, Enseignant chercheur à l’Institut International d’Ingénierie de

l’Eau et de l’Environnement (2iE) et mon encadreur principal, pour m’avoir guidé

tout au long de ce travail de recherche. Je le remercie vivement pour sa disponibilité,

de tous les instants qui ont rendu ce travail possible.

Docteur Rabah LAHMAR, chercheur du CIRAD, responsable du projet ABACO en

détachement au 2iE, chef du site expérimental Crop-News de Kamboinsé, de qui j’ai

eu de sages conseils, des amendements pertinents et des encouragements.

Monsieur Jean Marie DOUZET, chercheurs du CIRAD, pour sa disponibilité, sa

collaboration et son soutien.

Monsieur Vivien DOTO CHAIM pour ses recommandations qui ont permis

l’aboutissement de ce travail. Merci pour votre aide dans l’accomplissement de ce

document.

Monsieur Alexandre OUEDRAOGO, observateur du terrain, Monsieur Mathieu

KABORE avec qui j’ai directement collaboré sur terrain.

Je tiens également à remercier

L’Institut d’Enseignement Supérieur de Ruhengeri (INES-Ruhengeri) pour avoir

financé mes 2 ans

L’ensemble du corps professoral de 2iE pour la formation reçue

Ma famille et toutes les personnes qui m’ont été d’un apport précieux durant cette

formation. Recevez tous l’expression de ma profonde gratitude.

Mes condisciples, co-stagiaires d’ABACO, pour leurs contributions incontournables



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page iv

RESUME

La présente recherche a été menée sur le dispositif expérimental Crop-News de Kamboinsé. Il

s’agit d’une expérience de conservation et de restauration des sols mettant en association une

céréale (le sorgho) et un arbuste natif (Piliostigma) sur deux pratiques culturales (paillage

avec zaï et paillage avec semis direct). L’importance d’une telle démarche consiste à limiter à

la fois les effets de la variabilité climatique et de la dégradation des sols en augmentant la

capacité d’infiltration des parcelles.

Pour évaluer l’efficience de cette démarche, des mesures de terrain ont été effectuées (pluie,

conductivité hydraulique à saturation, charge de pression et teneur en eau). C’est dans ce

contexte qu’un dispositif expérimental constitué de 24 parcelles de mesure a été installé avec

la présence de tubes neutroniques, de tensiomètres et d’un pluviomètre à lecture directe.

Les résultats font ressortir un comportement différent entre les parcelles. En effet, certaines

parcelles (16, 18, 19, 22, 23 et 24) présentent une faible capacité d’infiltration avec des

variations d’humidité localisées superficiellement (sur les 50 premiers centimètres).

L’humidité reste pratiquement constante au-delà de 50 cm avec une valeur avoisinant

0.15cm3/cm

3. Quant aux autres parcelles, les variations d’humidité concernent tous les 280

cm avec probablement des processus de drainage vers la nappe. Au niveau du stock d’eau du

sol entre la surface et la profondeur 280 cm, les valeurs se situent entre 280 et 750mm. Sur

l’ensemble des parcelles, les valeurs de l’évapotranspiration réelle tournent autour de 3mm/j,

ce qui nous semble faible par rapport à certains résultats obtenus dans la zone sahélienne par

exemple au Niger où les valeurs journalières sont de 5 mm/j.

Mots clés : Kamboinsé, stock d’eau, bilan hydrique, pratiques culturales, Crop-News



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ABSTRACT

This research was conducted on experimental site Crop-News located at Kamboinsé. It is a

soil conservation and restoration experience combining a cereal (sorghum) and a native shrub

(Piliostigma) on two cultural practices (mulching with zaï and mulching with direct seeding).

The importance of this approach is to limit both the effects of climate variability and soil

degradation by increasing the infiltration capacity of the plots.

To assess the efficiency of this approach, field measurements were performed (rainfall,

saturated hydraulic conductivity, pressure head and water content). It is in this context that an

experimental site which consists of 24 plots for measurement has been installed. These plots

have the probe tubes, tensiometric tubes and direct-reading rain gauge.

The results show differences in behavior between plots. Indeed, some plots (16, 18, 19, 22,

23 et 24) have a low capacity of infiltration with superficially changes in soil moisture (over

the first 50 centimeters). The soil moisture remains practically constant beyond 50 cm with a

value of 0.15cm3 / cm

3 approximately. For the other plots, the moisture variations occur from

the soil surface to 280 cm depth with probably the drainage process towards the water table.

The soil water stock between soil surface and 280 cm depth varies between 280 and 750mm.

On all plots, the values of actual evapotranspiration are around 3mm / d, which seems low

compared to some results found in sahelian zone for example in Niger where daily values are

5 mm / day.

Keywords: Kamboinsé, water storage, water balance, cultural practices, Crop-News



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SIGLES ET ABREVIATIONS

2iE : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement

ABACO : Agroecology-based aggradation-conservation agriculture

AIEA : Agence Internationale de l’Energie Atomique

CIRAD : Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le

Développement

ETR : Evapotranspiration réelle

INERA : Institut de l’Environnement et de Recherches Agricoles

IRD : Institut de Recherche pour le Développement

LEAH : Laboratoire Hydrologie et Ressources en Eau

ORSTOM : Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement en

Coopération

P. reticulatum : Piliostigma reticulatum



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page vii

Table des matières

CITATIONS .......................................................................................................................... i

DEDICACE .......................................................................................................................... ii

REMERCIEMENTS ............................................................................................................ iii

RESUME ............................................................................................................................. iv

ABSTRACT ......................................................................................................................... v

SIGLES ET ABREVIATIONS ............................................................................................ vi

LISTE DES TABLEAUX .................................................................................................... ix

LISTES DES FIGURES ........................................................................................................ x

I. INTRODUCTION ......................................................................................................... 1

1.1. Problématique ......................................................................................................... 1

1.2. Objectifs de l’étude ................................................................................................ 2

II. ETAT DE L’ART .......................................................................................................... 3

2.1. La dégradation et la baisse de la fertilité des sols au Burkina Faso ........................... 3

2.2. Bonnes pratiques de conservation des eaux et de sols .............................................. 3

2.2.1. Le zaï ............................................................................................................... 3

2.2.2. Le paillage ou Mulch ....................................................................................... 4

2.3. Utilisation des arbustes natifs dans les techniques de conservation des eaux et des

sols 5

2.4. Fonctionnement hydrique des sols ........................................................................... 7

2.4.1. Composantes du bilan hydrique ....................................................................... 7

2.4.2. Paramètres d’état du sol ................................................................................... 8

2.4.3. Paramètres hydrodynamiques du sol .............................................................. 11

III. MATERIEL ET METHODES .................................................................................. 12

3.1. Zone d’étude ......................................................................................................... 12

3.1.1. Situation géographique.................................................................................. 12

3.1.2. Le climat ........................................................................................................ 13

3.1.3. Les sols .......................................................................................................... 14

3.1.4. La géologie .................................................................................................... 15

3.1.5. La végétation ................................................................................................. 15

3.2. Matériels ............................................................................................................... 15

3.2.1. Propriétés hydrodynamiques : ........................................................................ 15

3.2.2. Humidité du sol.............................................................................................. 15



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page viii

3.2.3. Charge de pression ......................................................................................... 16

3.3. Dispositif expérimental ......................................................................................... 18

3.4. Méthodes .............................................................................................................. 19

3.4.1. Suivi de l’évolution temporelle des propriétés hydrauliques de surface .......... 19

3.4.2. Suivi des variables d’état du sol ..................................................................... 20

3.4.3. Bilan hydrique au niveau des parcelles ........................................................... 23

IV. RESULTATS ET DISCUSSION .............................................................................. 24

4.1. RESULTATS ........................................................................................................ 24

4.1.1. Caractérisation des propriétés hydrauliques de surface ................................... 24

4.1.2. Variables d’état .............................................................................................. 24

A) Teneur en eau du sol .......................................................................................... 24

B) Charge de pression ............................................................................................ 29

4.1.3. Bilan hydrique ................................................................................................... 30

........................................................................................................................................ 32

4.2. DISCUSSIONS ..................................................................................................... 33

V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES .......................................................................... 36

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................. 37

Annexes .............................................................................................................................. 40



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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Disposition des tubes selon les parcelles ............................................................ 21

Tableau 2: Valeurs de la conductivité hydraulique à saturation Ks sur les différentes parcelles

........................................................................................................................................... 24

Tableau 3: Composantes du bilan hydrique (mm) sur les différentes parcelles ..................... 30

Tableau 4: Conductivité hydraulique des sols saturés en eau et conséquences agronomiques et

environnementale ................................................................................................................ 34



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LISTES DES FIGURES

Figure 1: Zaï en saison sèche et pluvieuse ............................................................................. 4

Figure 2: Mulch fait de tiges de sorgho.................................................................................. 5

Figure 3: Zaï, mulch et P. reticulatum ................................................................................... 6

Figure 4 : Les principaux termes du bilan hydrique ............................................................... 8

Figure 5: Exemple du profil hydrique .................................................................................... 9

Figure 6: Localisation géographique du site......................................................................... 12

Figure 7: Localisation du site expérimental sur Google earth ............................................... 13

Figure 8: Evolution mensuelle de la pluie sur le site expérimental pour 2013 et 2014 .......... 14

Figure 9: Sonde à neutron lors de la prise des mesures ........................................................ 16

Figure 10: Disposition des tubes tensiométriques ................................................................ 17

Figure 11: Pluviomètre à lecture directe .............................................................................. 17

Figure 12: Numérotation des parcelles élémentaires, les systèmes et pratiques culturales .... 18

Figure 13: Exemple d’évolution temporelle de la capacité d’infiltration .............................. 20

Figure 14: Infiltromètre de Müntz pendant la prise de mesure ............................................. 20

Figure 15: Valeur du stock d’eau ......................................................................................... 22

Figure 16: Evolution temporelle de la teneur en eau à différentes profondeurs sur quelques

parcelles .............................................................................................................................. 26

Figure 17: Profils secs et humides sur quelques parcelles ................................................... 27

Figure 18: Stock d’eau du sol entre la surface et 280 cm de profondeur sur quelques parcelles

........................................................................................................................................... 29

Figure 19: Evolution des tensiomètres au niveau de quelques parcelles ............................... 30

Figure 20: Bilan hydrique pour la période allant du 23octobre 2013 au 7octobre 2014 sur

quelques parcelles de mesures ............................................................................................. 32

Figure 21: L’effet des pratiques culturales sur le stock d’eau ............................................... 35



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I. INTRODUCTION

1.1. Problématique

L’agriculture familiale en Afrique aride et semi-aride est dans une situation de plus en plus

vulnérable en raison des effets directs et indirects du changement climatique et de la pression

démographique. Cela s’observe à travers la détérioration physique et chimique des terres

(Bationo et al., 2012) et par suite entraine la baisse continue de la production agricole. En

effet, l’atteinte de l’autosuffisance alimentaire dans cette région demeure un problème majeur

vu que les cultures sont dépendantes des pluies qui deviennent de plus en plus irrégulières

(Kidane et al., 2006).

Au Burkina Faso, comme l’ensemble des autres pays sahéliens, nous rencontrons les mêmes

problèmes car ce secteur est peu performant à cause des conditions pédoclimatiques

défavorables et des processus continus de dégradation des sols (Sawadogo, 2011). En effet,

ce pays est soumis à des changements importants du climat se traduisant par l’élévation des

températures, l’intensification des cycles de sécheresses et l’apparition de plus en plus

fréquente de séquences sèches durant les saisons pluvieuses (Savadogo et al., 2011).

Cependant plusieurs actions ont été entreprises par les autorités en vue de restaurer la fertilité

des sols mais les résultats restent en dessous des attentes (Bonzi et al., 2012) entraînant ainsi

une exposition des agriculteurs à une vulnérabilité socio-économique chronique.

Pour faire face à une telle situation, les agriculteurs ont développé plusieurs stratégies en vue

de la conservation des eaux et des sols. C’est dans ce contexte que nous constatons la mise

en place de techniques culturales comme le zaï, les demi-lunes, les cordons pierreux et le

mulch. Malheureusement ces techniques ont montré leurs limites dues en grande partie à la

faible disponibilité de ressources organiques comme c’est le cas pour le mulch (Lahmar et

Yacouba, 2012). Fort de ce constat, d’autres stratégies de conservation des eaux et des sols

sont testées en vue d’améliorer la production agricole.

C’est dans cette optique que le projet ABACO a été initié. Il s’appuie sur des options agro-

écologiques intensives pour la réhabilitation des sols et l’augmentation de la productivité

agricole en régions semi-arides. Introduit pour la première fois au Burkina Faso en 2012, ce

projet, mis en place sur son site expérimental situé à Kamboinsé, est connu sous le nom de

l’expérience Crop-News de Kamboinsé. Il vise à comprendre les transferts hydriques et les




résultats agronomiques que requiert l’association sorgho-Piliostigma (arbustes natifs) avec

des densités variables (0, 500, 1000 et 2000 arbustes à l'hectare) à travers deux pratiques

culturales à savoir paillage avec zaï et paillage avec semis direct.

La présente recherche, basée sur la détermination des transferts hydriques sur les 24 parcelles

expérimentales, entre dans le cadre des études en cours sur ce site expérimental. Les

différentes recherches initiées visent à une meilleure compréhension de la dynamique de

l’eau dans le sol et à la répartition de la ressource en eau entre le Piliostigma reticulatum et le

sorgho selon les pratiques culturales. Le présent travail présente la synthèse des résultats

acquis au terme de deux saisons (une saison sèche d’octobre 2013 à mai 2014 et une saison

humide de juin à octobre 2014).

1.2.Objectifs de l’étude

L’objectif général de cette étude est de mieux comprendre le fonctionnement hydrique des

sols du site expérimental de Kamboinsé (Burkina Faso).

Plus spécifiquement, il s’agit:

d’étudier les paramètres hydrauliques de surface notamment la capacité d’infiltration

et la conductivité hydraulique à saturation pour mieux comprendre les phénomènes

d’infiltrabilité sur les 24 parcelles expérimentales;

d’étudier l'évolution du fonctionnement hydrique (variation spatio-temporelle du

stock d'eau dans les 280 cm et des composantes du bilan hydrique).

Ce mémoire est organisé en cinq parties. La première partie présente la problématique et le

contexte de cette étude. La deuxième résume l’état des connaissances sur la dégradation des

terres, des bonnes pratiques culturales et du fonctionnement hydrique des sols. La troisième

partie quant à elle aborde les matériels et les méthodes pour mener cette recherche. La

quatrième partie présente les résultats obtenus et leur analyse. En dernière partie, la

conclusion synthétise les principaux résultats de l'étude et évoque les perspectives de

prolongement de cette étude.




II. ETAT DE L’ART

2.1.La dégradation et la baisse de la fertilité des sols au Burkina Faso

La dégradation des terres, d’un point de vue agronomique et écologique, peut être considérée

comme toutes formes de changements physiques, chimiques et biologiques du sol affectant

ses capacités à assurer une ou plusieurs de ses fonctions (Mazzucato et Niemeijer, 2000).

C’est un problème mondial qui affecte environ 65% des surfaces émergées, et qui compromet

la production agricole et la qualité de l’environnement (Calvet , 2003). Au Burkina Faso,

plusieurs études révèlent qu’environ 11% des terres du pays sont considérées comme très

dégradées et 34%, comme moyennement dégradées (Sawadogo, 2011) avec des pertes de sol

pouvant atteindre 1000 à 2000 t/an pour tout le pays. On constate également que la moitié des

terres sont pauvres en matière organique avec 85 et 61% très pauvres respectivement en

phosphore et en azote (Mazzucato et Niemeijer, 2000).

2.2. Bonnes pratiques de conservation des eaux et de sols

La lutte contre la dégradation des sols et la réhabilitation de leur couverture végétale

représente un enjeu capital pour le Sahel burkinabé (Roose et al., 1993). En effet, la

sécheresse et la faible fertilité des sols aggravent l’insécurité alimentaire et augmentent la

vulnérabilité des populations et des ressources de base (Lahmar et Yacouba, 2012). En

réponse à ces facteurs limitants, de nombreuses stratégies ont été développées au fil des

années en vue d’améliorer la productivité agricole. C’est dans ce contexte que notre étude se

focalise sur l’appréciation des transferts hydriques en relation avec le zaï et le mulch.

2.2.1. Le zaï

Le zaï signifie "se préparer à l'avance" en langue nationale mooré (Burkina Faso). Il consiste

à creuser des trous d’environ 24 cm de diamètre et de 10 à15 cm de profondeur, au fond

desquels est déposée de la fumure organique. Les trous sont généralement espacés de 80 cm

et disposés de manière alternée (Savadogo et al., 2011). Le zaï améliore le stockage de l’eau

et accroît sa disponibilité pour la plante (Fatondji, 2002) mais, sur les sols sableux, de faible

capacité de rétention, la majorité de cette eau peut être perdue par drainage profond. Le zaï

contribue à l’adaptation au changement climatique par sa capacité à réduire les effets de la

sécheresse en améliorant l’infiltration de l’eau dans le sol. Il contribue également à la

récupération des terres dégradées et à l’optimisation de l’utilisation des intrants ce qui permet

d’accroître les rendements agricoles. Roose et al. (1993) ont montré que le zaï freine l’effet




d’une sécheresse durant deux à trois semaines si la capacité de stockage en eau du sol est

suffisante. Lahmar et Yacouba (2012) ont montré que durant la période précédant

l'installation des pluies, le zaï piège les matières organiques, y compris les graines, et les

matières minérales mises en mouvement par le vent (Figure 1a). Pendant la saison des pluies,

les cuvettes interceptent et infiltrent les eaux de ruissellement et captent leur charge solide

(Figure 1b) d’où une diminution de l'érosion hydrique.

Figure 1: Zaï en saison sèche et pluvieuse

Source : (Lahmar et Yacouba, 2012)

(a) Durant la saison sèche, les cuvettes de zaï piègent les matières organiques, feuilles de

ligneux, résidus des cultures mises en mouvement par le vent.

(b) Cuvette de zaï après une pluie, le zaï réduit considérablement le ruissellement et piège les

matières transportées par l’eau. Au fond de la cuvette se produit une sédimentation de

particules fines qui peut réduire l’infiltration des pluies suivantes.

2.2.2. Le paillage ou Mulch

Le paillage (Figure 2) est une technique qui consiste à recouvrir la surface du sol d'une

couche de matériau végétal, principalement des résidus de culture ou des tiges de céréales

séchées (Hauchart, 2007). Cette pratique contribue à l’amélioration de la rétention de

l’humidité du sol, de l’infiltration de l’eau, et partant à la réduction des effets de la

sécheresse. Étalées directement au début de la saison sèche, les tiges protègent le sol et

diminuent l’évaporation de l’eau et font obstacle à l’érosion éolienne en retenant la couche

fine du sol et en captant les poussières riches de l’Harmattan.

Par ailleurs, la mise en place du paillage présente un avantage certain à cause de la

concurrence entre plusieurs utilisations des résidus favorisant une énorme activité des

a b




termites avec l’apparition de chemins préférentiels de l’écoulement à travers les galeries

qu’elles creusent.

Figure 2: Mulch fait de tiges de sorgho

Ces pratiques de conservations de l’eau et du sol vont favoriser un meilleur stockage de l’eau

et une réduction de l’évaporation et de la protection des sols. De plus le paillage réalisé suite

à la coupe à ras des jeunes rejets permet d’obtenir une décomposition plus rapide de la

matière organique (Yelemou et al., 2007).

2.3.Utilisation des arbustes natifs dans les techniques de conservation des eaux et des

sols

L’utilisation des arbustes dans les stratégies de gestion durables des terres dans les zones

arides et semi-arides est séculaire en ce sens que le développement des cultures associées aux

arbustes est lié à une bonne maîtrise de la gestion au champ. Ce système associant cultures

annuelles et plantes pérennes dans lequel l’arbuste joue un rôle central de facilitation pour la

culture améliore la fertilité du sol et la production agricole (Lahmar et Yacouba, 2012).

L’arbuste natif qui fait l’objet de cette étude est le Piliostigma reticulatum. Il est adopté par

les populations du Burkina Faso. Celles-ci ont un savoir-faire et des connaissances endogènes

en termes d’agronomie, d’artisanat, de nutrition et de pharmacopée. Bien que fortement

exploitée, cette espèce se régénère de façon naturelle, peu assistée (Yelemou et al., 2007).




Il s’agit d’un arbuste qui peut être utilisé dans les techniques de conservation des eaux et des

sols. En effet, en début de campagne agricole, le paillage des zones encroûtées du champ par

la biomasse foliaire de P. reticulatum favorise une bonne croissance des cultures associées et

donc peut entraîner un bon rendement. Pendant la saison sèche les arbustes se développent en

touffes multi-tiges, ils réduisent l’érosion éolienne, interceptent les particules minérales et les

matières organiques déplacées par le vent et piègent les poussières. En début de saison

humide, ils sont coupés au ras du sol pour faire place aux cultures, les branches sont étalées

en mulch sur le sol. La culture qui est généralement associée est une céréale par semis direct

manuel. Les premiers rejets des souches sont gérés comme des adventices, ceux arrivant

après le second désherbage sont laissés croître. À la récolte de la céréale, l’arbuste repart et

ainsi de suite (Lahmar et Yacouba, 2012).

Le zaï et le mulch combinés aux arbustes natifs (P. reticulatum) (Figure 3), non seulement

atténuent considérablement les effets dus à la dégradation des sols, mais aussi ils améliorent

les propriétés biophysiques du sol.

Figure 3: Zaï, mulch et P. reticulatum




2.4.Fonctionnement hydrique des sols

2.4.1. Composantes du bilan hydrique

Le stock d’eau dans le sol constitue la réserve à partir de laquelle s’alimentent les plantes par

le canal de leurs racines. La connaissance de la variation spatio-temporelle permet d’estimer

la quantité d’eau contenue dans le sol et de la comparer aux besoins des cultures. Dans le

contexte de la production agricole, le bilan hydrique vise principalement à déterminer les

échanges entre l’atmosphère et le système sol-végétation dans le but d’évaluer les

fluctuations des réserves d’eau disponibles pour les plantes et porte de ce fait sur une

profondeur de référence de sorte à inclure la zone racinaire des végétaux (Souter et al., 2007).

L’équation du bilan hydrique du sol se fonde sur l'équation de continuité et peut s'exprimer

comme suit, pour une période et un espace donnés :

ΔS= Apports – Pertes

avec ΔS : variation de stock

Les apports sont constitués principalement par les précipitations P et d’éventuelles remontées

capillaires G, et les pertes par l’évapotranspiration réelle ETR, le ruissellement R et le

drainage D au-delà de la limite inférieure considérée.

L’équation du bilan hydrique peut être appliquée de deux façons :

Soit en calculant les variations de stocks, ΔS, à partir des termes composant le bilan (Figure

4). Ce calcul est utilisé, d’une part, pour déterminer la quantité d’eau utilisable et ses

variations temporelles, d’autre part, pour caractériser le régime hydrique de sol.

Soit en estimant ΔS pour calculer un terme du bilan auquel on n’a pas facilement l’accès dans

les cas où tous les termes du bilan, sauf un, sont connus.




Figure 4 : Les principaux termes du bilan hydrique

Source : (Soutter et al., 2007)

A l’échelle d’une parcelle, la méthode la plus rigoureuse pour établir un bilan hydrique sous

culture, est l'utilisation d'un humidimètre à neutrons couplé à des tensiomètres ( Chopart,

1994). Une sonde est introduite dans le sol à travers des tubes d'accès enfoncés verticalement

et maintenus en place pendant toute la saison de culture. Cet appareil permet d'évaluer le taux

d'humidité du sol et sa variation dans le temps, au même endroit. Cette variation de l'humidité

a, globalement et en absence de ruissellement, trois sources: les apports d'eau, la

consommation en eau de la culture (extraction racinaire) et les flux hydriques (drainage,

remontées capillaires sous la zone racinaire). Pour évaluer les différents termes du bilan, il

faut donc estimer les flux sous la zone racinaire. Ceci se fait généralement grâce à des

tensiomètres placés en profondeur. Il s'agit là des techniques relativement complexes et

délicates à mettre en œuvre ( Chopart, 1994).

2.4.2. Paramètres d’état du sol

A) Teneur en eau du sol

La teneur en eau exprime la quantité d’eau présente dans le sol au moment de la mesure. Elle

varie selon les conditions climatiques, le type du sol et les prélèvements par les végétaux

(Mermoud, 2006). Comme toutes les grandeurs caractérisant les propriétés du sol, elle

présente une variabilité spatiale et temporelle. Cette variabilité peut être décrite localement




par un profil hydrique (Figure 5), présentant graphiquement la distribution des teneurs en eau

le long d’une verticale (Musy et Soutter, 1991).

Figure 5: Exemple du profil hydrique

Source : (Soutter et al., 2007)

Selon qu’on la rapporte à la masse ou au volume, on définit :

La teneur en eau massique qui représente la masse d’eau contenue dans un échantillon de

sol , rapportée à la masse de ses constituants solides (Ms)

où : la masse de l’échantillon (kg)

Le sol est considéré conventionnellement sec après séchage dans une étuve à 105°C jusqu'à

l’obtention d’un poids constant

La teneur en eau volumique qui correspond au rapport du volume d’eau présent dans un

sol, au volume total du sol

Où : Volume de l’échantillon ou volume apparente (cm3)

: Volume du solide contenu dans l’échantillon (cm3)

: Volume d’eau contenu dans l’échantillon (cm3)




La teneur en eau volumique du sol varie entre une valeur minimale dite teneur en eau

résiduelle et une valeur maximale, la teneur en eau à saturation . Cette dernière est en

principe égale à la porosité totale puisque tous les pores sont remplis d’eau.

B) Charge de pression de l’eau du sol

Le mouvement de l'eau dans la zone non-saturée est dû à la différence de potentiel d'énergie

d’eau entre deux points situés à l'intérieur de cette zone.

Dans la zone non saturée du sol, la teneur en eau et le potentiel de pression varient de

manière concomitante. La relation existant entre ces deux paramètres constitue dès lors un

élément essentiel de description de l’état hydrique du milieu poreux non saturée. Cette

relation exprime les variations d’intensités des forces de capillarité en fonction de la teneur en

eau (Paris, 2001). Dans la zone non saturée du sol, le potentiel de pression est une

caractéristique du sol, liée à la teneur en eau. Les mesures de terrain s’effectuent à l’aide de

tensiomètres ou des capteurs de pression (Musy et Soutter, 1991). Ces mesures permettent

d’établir des profils tensiométriques et déterminer les paramètres hydrauliques afin de

pouvoir suivre le sens du flux d’eau dans le sol.

Avec : H : charge hydraulique totale de l’eau dans le sol

h : charge de pression

Z : potentiel gravitaire par unité de poids d’eau (profondeur de mesure)

Le sens du flux d’eau dans le sol est déterminé par le signe du gradient de charge hydraulique

totale .

: Le flux est ascendant

Avec : HA : charge hydraulique totale au point A

HB : charge hydraulique totale au point B

ZA : profondeur de mesure au point A

ZB : profondeur de mesure au point B




2.4.3. Paramètres hydrodynamiques du sol

Les propriétés hydrodynamiques sont des paramètres du sol qui décrivent son comportement

face aux mouvements de l’eau. Il s’agit de l’ensemble des caractéristiques physiques du sol

(conductivité hydraulique à saturation Ks, conductivité hydraulique non saturé K(θ) et la

capacité d’infiltration) (Perrier, 1994).

La conductivité hydraulique, selon la loi de Darcy, est l’aptitude du milieu poreux à

transmettre l’eau qu’il contient pour un état de saturation donné. La diminution de la teneur

en eau entraîne une diminution rapide de la conductivité (Paris, 2001). La capacité

d’infiltration ou capacité d'absorption (ou encore infiltrabilité) représente le flux d'eau

maximal que le sol est capable d'absorber à travers sa surface, lorsqu'il reçoit une pluie

efficace ou s'il est recouvert d'eau. Elle dépend, par le biais de la conductivité hydraulique, de

la texture et de la structure du sol, mais également des conditions aux limites, c'est à dire, la

teneur en eau initiale du profil et la teneur en eau imposée en surface.

L'aptitude du sol à infiltrer l'eau à sa surface (infiltrabilité) est classiquement étudiée in situ à

l'aide d'essais de type Muntz, dit aussi "infiltromètre à double anneau". On étudie l'infiltration

de l'eau contenue dans deux anneaux placés sur le sol, l'eau étant maintenue à une charge

positive constante. Cette méthode est intéressante mais assez lourde et délicate à mettre en

œuvre lorsque l'on veut étudier l'effet du travail du sol. Il faut en effet que, sur le dispositif, le

travail du sol et l'évolution de l'état de surface restent représentatifs, malgré l'appareillage.

Les apports d'eau peuvent être naturels ou artificiels, faisant appel à un simulateur de pluie.

Lorsque certaines conditions expérimentales sont réunies (absence de drainage), il est

possible d'évaluer la quantité d'eau infiltrée à partir d'un suivi de l'évolution des profils

hydriques ( Chopart, 1994).




III. MATERIEL ET METHODES

3.1. Zone d’étude

3.1.1. Situation géographique

L’étude a été menée à Kamboinsé, village situé à environ 15 km au nord de la ville de

Ouagadougou, sur la route nationale N22 axe Ouagadougou-Kongoussi dans la province de

Kadiogo. Les coordonnées géographiques de la zone d’étude sont: longitude 12°27'59,86" N

et latitude 1°32'57,14"O en DMS (degrés, minutes, secondes). Cette zone est localisable sur

la figure 6

Figure 6: Localisation géographique du site

Le site expérimental est situé à environ 2km de cette route nationale N22 (figure 7)




Figure 7: Localisation du site expérimental sur Google earth

3.1.2. Le climat

Le climat est de type soudano-sahélien avec une pluviométrie annuelle variant entre 700 et

900 mm, caractérisé par une longue saison sèche de septembre à mars et une courte saison

pluvieuse de mai à août. Les températures moyennes annuelles sont élevées (en moyenne 30°

C) (INERA, 1995). On note d’importants écarts de température entre le jour et la nuit. Le

rythme saisonnier est influencé par l’alternance de l’Harmattan (un vent sec et chaud) et de la

mousson (un vent humide et froid).




Les hauteurs de pluie annuelle obtenues sur le site d’étude (Figure 8) montrent que pour

2013 et 2014 le mois d’août est celui qui enregistre la plus grande valeur pour les deux

années, respectivement 241,4 mm sur un total annuel de 673,2 mm en 2013 et 275,6 mm sur

un total annuel de 860,1mm en 2014. En termes de fréquences, les mois de juillet et d’août

enregistrent les jours pluvieux les plus nombreux.

Figure 8: Evolution mensuelle de la pluie sur le site expérimental pour 2013 et 2014

3.1.3. Les sols

Les sols de Kamboinsé sont classés comme des sols ferrugineux tropicaux lessivés reposant

sur des matériaux sableux profonds ; des sols hydromorphes peu humifères à pseudogley

hérités en association avec des lithosols sur cuirasse ferrugineuse. L’association est constituée

de matériaux résiduels anciens qui forment la base des sols ferrugineux tropicaux. Ils peuvent

être recouverts par endroits d’une couche sableuse d’épaisseur variant de 0 à 40 cm (INERA,

1995). Ces sols présentent une texture à dominance sablo-argileuse en surface et argileuse en

profondeur. La profondeur de la zone d’enracinement est très variable et peut être limitée par

l’horizon induré. Le profil pédologiques (Annexe 5) révèle la présence de trois horizons : de

0-20 cm : terre arable de couleur grisâtre ; de 20-40 cm : terre arable et de latérite et l’horizon

inférieur à partir de 40 cm : cuirasse latéritique.

0

2

4

6

8

10

12

14

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0

50

100

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250

300

Nom

bre

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Hau

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plu

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ensu

elle

(m

m)

Pluie 2013 Pluie 2014 Jours pluvieux 2013 Jours pluvieux 2014




3.1.4. La géologie

Selon INERA (1995), le socle rocheux du plateau mossi, dont fait partie la zone de

Kamboinsé, comprend des roches métamorphiques issues du birrimien et des roches

cristallines du pré-cambrien moyen et pré-cambrien. Les sédiments anciens du birrimien ont

été transformés en roches basiques riches en argile, limon et fer, et se présentent sous forme

d’andésite, de gabbro, de dolérite et de basalte. Le birrimien inferieur est particulièrement

caractérisé par les micaschistes et paragneiss, les quartzites sans manganèse, les amphibolites

et par les mélanges de ces roches. Les affleurements de roches cristallines sont rares. Ils sont

souvent recouverts par des boucliers fossiles qui sont moins épais que ceux qui recouvrent les

roches métamorphiques.

3.1.5. La végétation

Le site expérimental Crop-News de Kamboinsé se situe dans le secteur phytogéographique

soudanien septentrional. La végétation de cette localité est de plus en plus réduite pour des

besoins d’habitations et d’infrastructures. Les quelques superficies laissées encore à l’état

naturel témoignent d’une végétation dominée par une savane arbustive claire, parsemée de

quelques grands arbres et d’une strate herbacée (BUNASOL, 2000).

3.2. Matériels

Le site expérimental est équipé d’un dispositif permettant de mesurer les différents transferts

hydriques et l’énergie de l’eau

3.2.1. Propriétés hydrodynamiques :

La mesure de ces paramètres a été faite à partir de mesures d’infiltrométrie en vue de

déterminer certains paramètres du sol (capacité d’infiltration et conductivité hydraulique à

saturation) en vue de comparer le comportement à la surface de l’ensemble des parcelles pour

mieux comprendre la dynamique de transfert de l’eau des dites parcelles.

3.2.2. Humidité du sol

L’évolution temporelle de l’humidité du sol a été suivie à l’aide d’un humidimètre

neutronique de marque CPN (Figure 9). Le site comporte 58 tubes d’accès implantés

verticalement jusqu’à la profondeur de 300 cm. Les mesures ont été effectuées tous les 20 cm

jusqu'à 280 cm. Pour cette étude, seuls 21 tubes situés sur les parcelles expérimentales ont été

suivis.




Figure 9: Sonde à neutron lors de la prise des mesures

3.2.3. Charge de pression

Ces mesures ont été réalisées au moyen de tensiomètres (Figure 10) installés à différentes

profondeurs (10, 30, 60, 90 et 120 cm). Ces tensiomètres sont installés sur dix (10) des

vingt-quatre (24) parcelles.




Figure 10: Disposition des tubes tensiométriques

Par ailleurs, le site est équipé d’un pluviomètre à lecture directe installé à 1,2m du sol (Figure

11)

Figure 11: Pluviomètre à lecture directe




3.3. Dispositif expérimental

Le dispositif expérimental est formé de 4 blocs avec six parcelles par bloc soit au total 24

parcelles élémentaires (Figure 12). Chaque parcelle élémentaire a pour dimension 13,6 x 20

m (superficie de 272 m²).

Les pratiques culturales retenues sont le zaï + mulch et semis direct + mulch direct sur quatre

densités de Piliostigma différentes (0, 500, 1000 et 2000 arbustes par hectare). Le sorgho est

la céréale cultivée en association avec le Piliostigma à cause de sa grande capacité de

résistance à la sécheresse mais aussi de sa forte consommation par la population.

En effet, au Burkina Faso, les terres à vocation agricoles sont estimées à quelques 9 millions

ha, soit le tiers du territoire national avec 3,5 millions d’hectares (soit 39 % des terres à

vocation agricole) mis en culture annuellement. Il s’agit d’une agriculture de subsistance

basée sur les céréales vivrières (sorgho, mil, maïs, riz) qui occupent à elles seules plus de 80

% des surfaces emblavées annuellement (SPAAA, 2013). Le sorgho représente la première

céréale cultivée (environ 1,7 million d’hectares) avec des rendements de l’ordre de 0,8 t/ha

(Sanou, 2014).

Figure 12: Numérotation des parcelles élémentaires, les systèmes et pratiques culturales




(Z) les parcelles avec zaï

(NT) les parcelles sans zaï combiné avec NS, LSD, MSD et HSD:

NS : No Shrub équivaut à une densité de zéro arbuste à l’hectare ;

LSD : Low Shrub Density équivaut à la densité de 500 arbustes à l’hectare ;

MSD : Medium Shrub Density équivaut à la densité de 1000 arbustes à l’hectare ;

HSD : High Shrub Density équivaut à la densité de 2000 arbustes à l’hectare.

3.4. Méthodes

Le protocole de mesure est centré sur deux grands axes:

un suivi de l’évolution temporelle des propriétés hydrauliques de surface ;

un suivi des variables d’état du sol

3.4.1. Suivi de l’évolution temporelle des propriétés hydrauliques de surface

L’évolution de certaines propriétés hydrauliques de surface des sols a été suivie à partir

d’essais réalisés durant les saisons sèche et humide. Les paramètres suivis étaient la capacité

d’infiltration et la conductivité hydraulique à saturation Ks. La méthode de l’infiltromètre de

Müntz (Figure 14) a été utilisée pour déterminer la conductivité hydraulique à saturation de

la surface du sol. L’appareil est constitué de deux cylindres concentriques qui sont introduits

dans le sol sur quelques centimètres de profondeur. Dans ce cas particulier, le cylindre

intérieur avait un diamètre de 25 cm et le cylindre externe 33 cm. Les essais ont été réalisés

en imposant une charge constante (3 cm) dans le cylindre central. La présence du cylindre

externe permet de limiter la diffusion latérale de l’eau. Le processus d’infiltration débute

généralement par une décroissance rapide puis diminue plus lentement pour aboutir à un

régime stable, caractérisé par une valeur de la capacité d’infiltration (Figure 13) proche de la

conductivité hydraulique à saturation.




Figure 13: Exemple d’évolution temporelle de la capacité d’infiltration

Sur chaque parcelle, nous avons effectué 3 mesures afin de prendre la moyenne comme

valeur de la conductivité hydraulique à saturation pour la parcelle retenue.

Figure 14: Infiltromètre de Müntz pendant la prise de mesure

3.4.2. Suivi des variables d’état du sol

Un suivi temporel de l’humidité ou teneur en eau et de la charge de pression de l’eau du sol a

été effectué pendant les campagnes de mesures (saison sèche et pluvieuse). Les mesures

neutroniques ont été faites tous les 20 cm jusqu’à 280 cm et les mesures tensiométriques ont

été effectuées aux profondeurs d’implantation des cannes tensiométriques (10, 30, 60, 90 et

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 50 100 150 200

Cap

aci

té d

'in

filt

rati

on

(cm

/h)

Temps (mn)

Ks




120 cm) espacées de 25 cm. Ces deux paramètres ont été suivis journellement à 7h00 du

matin.

A) Teneur en eau

Pour déterminer la teneur en eau, les mesures ont été effectuées sur 20 tubes (Tableau 1)

Tableau 1: Disposition des tubes selon les parcelles

BLOC 1

Parcelle 1 2 3 5 6

No tube 1 1 1 1 1

BLOC 2

Parcelle 7 8 9 10 11

No tube 1 2 1 1 1

BLOC 3

Parcelle 13 15 16 17 18

No tube 1 1 1 2 2

BLOC 4

Parcelle 19 20 21 23 24

No tube 2 1 1 1 1

Pour obtenir une valeur précise de la teneur en eau du sol au moyen d’un humidimètre à

neutrons, l’étalonnage de l’appareil est exigé. La démarche utilisée à cet effet a consisté à

associer le comptage réduit (comptage neutronique sur comptage standard) effectué à une

profondeur donnée, à la teneur en eau mesurée en laboratoire sur des prélèvements effectués

à la tarière (trois par profondeur) au même moment. Les valeurs obtenues aux différentes

profondeurs de prélèvement (0-20cm, 20-40cm et 40-60cm) ont été reliées aux mesures à la

sonde effectuées respectivement à 20 cm, 40 cm et de 60 à 280 cm.

Au niveau de chaque parcelle, pour un système sonde-tube-sol donné, une relation linéaire a

été ajustée aux couples comptage réduit-humidité volumique mesurés et les inconnues et 𝒃

de l’équation qui est l’équation d’étalonnage. Avec : l’humidité

volumique et ( ) : le comptage relatif

A l’aide de la sonde, nous disposons des mesures N tous les 20cm au niveau des tubes

neutroniques et aussi de la mesure standard Ns pour chaque jour de mesure.

N : nombre de neutrons ralentis (thermalisés) appelé aussi comptage absolu

Ns : comptage de référence

Au total trois relations d’étalonnage ont été établies par tube pour caractériser les mesures

effectuées à 20 cm, 40 cm, 60 cm, 80 cm, 100 cm, 120 cm ,140 cm, 160 cm, 180 cm, 200 cm,

220 cm, 240 cm, 260 cm, et 280 cm, soit soixante (60) relations d’étalonnage pour les vingt

(20) tubes étudiés.




Calcul du stock d’eau

Le stock d’eau S du sol à un instant donné peut être estimé à partir du profil hydrique θ(z)

(Figure 15). La quantité d’eau stockée entre la surface et une profondeur est donnée

par :

∫

Le stock d’eau correspondant donc à la surface délimitée par le profil hydrique, l’abscisse et

l’ordonnée, entre 0 et z1. Il est exprimé en hauteur d’eau équivalente. Entre deux profondeurs

quelconques et , on a :

∫

où θ est l’humidité volumique et z la coordonnée de position verticale avec une orientation

positive vers le bas (AIEA, 2003).

Figure 15: Valeur du stock d’eau

Source : (Mermoud, 2007)

Dans le présent travail, le stock d’eau a été estimé en considérant que les mesures de teneur

en eau aux profondeurs zi

(tous les 20 cm) sont représentatives d’une couche de 20 cm

d’épaisseur située de part et d’autre de la profondeur considérée.

Le stock d’eau S (mm) sur la profondeur z est calculé sur la base de l’équation:

B) Charge de pression de l’eau dans le sol

Les valeurs de charge de pression ont été obtenues à partir des lectures effectuées sur les

tensiomètres.




3.4.3. Bilan hydrique au niveau des parcelles

Le bilan hydrique d’un système repose sur le principe de la loi de conservation de la masse. Il

résulte de l’intégration de l’équation de continuité sur un certain volume de sol et sur une

certaine durée.

A l’exception des sols possédant une forte pente et une surface peu perméable, les apports et

les pertes par ruissellement sont peu importants. En l’absence de la nappe souterraine à

proximité de la surface (à une profondeur de quelques mètres), le flux dû à l’ascension

capillaire est négligeable.

Dans notre cas, la pente est peu importante, le zaï et mulch diminuent considérablement le

ruissellement, la nappe est assez profonde ; par conséquent l’expression du bilan hydrique se

simplifie:

Calcul du drainage

Le drainage à la profondeur de 105cm a été calculé à partir de la formule de Darcy. Pour ce

faire, il a fallu déterminer d’abord la fonction K(h) à la dite profondeur par infiltrométrie à

disque (TRIMS) et le gradient de charge hydraulique H et les résultats obtenus sont reportés

au tableau 3

(

)

(Fetter, 2001)

où le flux

le gradient du charge hydraulique




IV. RESULTATS ET DISCUSSION

4.1. RESULTATS

4.1.1. Caractérisation des propriétés hydrauliques de surface

Les propriétés hydrodynamiques ont été déterminées avec la méthode du double anneau

(infiltromètre Muntz).

Les valeurs de conductivité hydraulique à saturation sont reportées dans le tableau 1.

L’examen de ce tableau montre une nette différence de comportement entre les parcelles. En

effet, certaines parcelles (3, 4, 5, 6, 7, 12, 15) présentent des valeurs de Ks élevées tandis que

d’autres parcelles (16, 18, 19, 22, 23 et 24) ont une capacité d’infiltration faible.

Tableau 2: Valeurs de la conductivité hydraulique à saturation Ks sur les différentes parcelles

BLOC 1

Parcelle 1 2 3 4 5 6

Ks (cm/h) 5.6 4.9 6.1 8.8 6.8 7.1

BLOC2

Parcelle 7 8 9 10 11 12

Ks (cm/h) 10.3 4.4 4.65 4.6 2.85 8

BLOC 3

Parcelle 13 14 15 16 17 18

Ks (cm/h) 4 4.1 8.6 1.6 3.2 2.15

BLOC 4

Parcelle 19 20 21 22 23 24

Ks (cm/h) 2 4.05 4.8 2.5 1.7 2.45

4.1.2. Variables d’état

L’étude des variables d’état du sol a consisté à suivre en même temps l’évolution spatio-

temporelle de la teneur en eau et de la charge de pression.

A) Teneur en eau du sol

Cette partie regroupe l’étude des humidités volumiques sur quelques profondeurs, des profils

hydriques secs et humides, de l’évolution spatio-temporelle du stock d’eau du sol disponible

de la surface à la profondeur 280 cm.

Variation spatio-temporelle de la teneur en eau à différentes profondeurs

La figure 7 montre l’évolution de la teneur en eau à différentes profondeurs (20, 60, 100, 160

et 280 cm) sur huit parcelles (deux parcelles par bloc et les autres graphiques de cette

évolution de l’humidité du sol par profondeur sont reportés en Annexes). Sur l’ensemble des

parcelles, nous remarquons que la valeur minimale obtenue tourne autour de 3 % alors que la

valeur maximale est de 27%. Au niveau des différentes profondeurs, l’évolution est différente




et les humidités en profondeur (à 280 cm par exemple) sont importantes. Ceci est

certainement dû à une capacité de rétention très importante des particules du sol à cette

profondeur. La figure 16 montre également de très grandes différences entre les parcelles. En

effet sur les parcelles 21 et 23 du bloc 4, la gamme de variation des humidités est très

importante contrairement à celle de plusieurs parcelles (par exemple les parcelles 5, 9, 11, 13

et 15). Ceci est certainement lié à des taux d’infiltration différents à la surface des parcelles.

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 1

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 5

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

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50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 9

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

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30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 11

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

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40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 13

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 15

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm




Figure 16: Evolution temporelle de la teneur en eau à différentes profondeurs sur quelques

parcelles

Etude des profils hydriques

La figure 17 montre l’évolution des profils hydriques sur les huit parcelles selon quatre dates

choisies lors des séquences sèches et humides (les autres graphiques sont disponibles en

Annexes).

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

) Parcelle 21

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie (

mm

)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

) Parcelle 23

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)

Humidité volumique(%)

Parcelle 1

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 5

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 9

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 11

11/2/2014 31/3/201416/7/2014 7/10/2014




Figure 17: Profils secs et humides sur quelques parcelles

Nous remarquons que sur l’ensemble des parcelles, les variations d’humidité sont plus

importantes en surface qu’en profondeur. En observant cette figure 17, il ressort deux types

de parcelles. En effet, nous avons un premier exemple constitué des parcelles 1, 5, 9 et 11 où

nous remarquons des variations d’humidité très importantes en profondeur ce qui laisse

présager d’éventuels processus de drainage en dessous de 3 mètres. Par contre pour les

parcelles 13,15, 21 et 23, les variations de l’humidité du sol se manifestent essentiellement

dans les horizons supérieurs (50 premiers centimètres). En dessous de cette profondeur,

l’humidité reste pratiquement constante et se situe à 0,15 cm3/cm

3. Ceci laisse à penser que

les précipitations ont un effet limité au-delà de cette profondeur et que le drainage en dessous

de 50 cm peut être négligé.

Etude du stock d’eau entre la surface et 280 cm de profondeur

La figure 18 décrit l’évolution du stock d’eau disponible entre la surface et la profondeur 280

cm sur les huit parcelles choisies précédemment (les autres graphiques sont reportés en

Annexes). Sur l’ensemble des parcelles le stock d’eau du sol fluctue entre 280 et 750 mm

avec des comportements très différents entre les parcelles. Par exemple, les parcelles 9 et 23

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 13

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 15

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 21

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 23

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014




sont très différentes en ce sens sur la parcelle 9, le stock reste très faible par rapport à celui de

la 23. Sur l’ensemble de la période d’observation les quantités d’eau disponibles sont

importantes par rapport à l’apport pluviométrique car dans certaines régions du Sahel,

généralement le maximum de stock d’eau disponible ne dépasse guère les 250 mm (Niang,

2006). Cette disponibilité est certainement due à la présence du mulch et du zaï qui

améliorent considérablement la capacité d’infiltration de ces sols.

040801201602002400

200400600800

10001200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 1

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 5

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 9

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 11

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 13

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 15

pluie(mm) Stock(mm)




Figure 18: Stock d’eau du sol entre la surface et 280 cm de profondeur sur quelques parcelles

B) Charge de pression

La figure 19 révèle un comportement analogue des charges de pression par rapport à la teneur

en eau. En effet, lorsque le sol est humide, nous avons des variations assez faibles aussi en

surface qu’en profondeurs avec des différences selon les parcelles. Lorsque le sol s’assèche

les variations deviennent de plus en plus importantes jusqu'à d’accrochage quelque fois de

tensiomètre.

La figure 19 présente l’évolution des succions pour une parcelle par bloc.

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

) Parcelle 21

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 23

pluie(mm) Stock(mm)

0

20

40

60

80

100

120

0 30 60 90 120 150

Profo

nd

eu

r (

cm

)

Succion (cm)

Bloc 1 parcelle 2

14/08/2014 9/8/2014

1/9/2014 25/8/2014

0

20

40

60

80

100

120

0 30 60 90 120 150

Profo

nd

eu

r (

cm

)

Succion (cm)

Bloc 3 parcelle 17

14/08/2014 9/8/2014

1/9/2014 25/8/2014




Figure 19: Evolution des tensiomètres au niveau de quelques parcelles

4.1.3. Bilan hydrique

Tous les termes du bilan ont été déterminés expérimentalement (variation de stock ΔS, pluie

P et drainage D), à l’exception de l’évapotranspiration réelle ETR estimée à partir de

l’équation du bilan. Les valeurs des termes du bilan hydrique de la période du 23 octobre

2013 au 7 octobre 2014 sont reportées au tableau 2 et représentées à la figure 20.

Tableau 3: Composantes du bilan hydrique (mm) sur les différentes parcelles

Composantes

du bilan

BLOC 1 BLOC 2 BLOC 3 BLOC 4

Parcelle

1

Z-NS

Parcelle

5

Z-HSD

Parcelle

9

Z-NS

Parcelle

11

Z-LSD

Parcelle

13

Z-NS

Parcelle

15

Z-HSD

Parcelle

21

NT-LSD

Parcelle

23

Z-NS

P 860.1 860.1 860.1 860.1 860.1 860.1 860.1 860.1

ΔS 118.01 83.18 82.16 65.25 16.21 29.85 18.91 60.53

D 28 30 29 33 0 0 0 0

ETR 714 747 749 762 844 830 841 800

ETR/j 2.77 2.89 2.9 2.95 3.27 3.21 3.26 3.1

Pourcentage en termes de pluie

ΔS 13.72% 9.67% 9.55% 7.58% 1.88% 3.47% 2.19% 7.0%

D 3.25% 3.49% 3.37% 3.84% 0% 0% 0% 0%

ETR 83.03% 86.84% 87.08% 88.58% 98.12 % 96.53% 97.81% 93.0%

Les résultats du bilan hydrique nous montrent que l’évapotranspiration réelle est très élevée

au niveau toutes les parcelles car elle de l’ordre de 83 à 98% de pluies. En terme journalier,

les valeurs obtenues sont environ 3mm/j. Ce sont des valeurs qui se rapprochent de celles

0

20

40

60

80

100

120

0 30 60 90 120 150

Profo

nd

eu

r (

cm

)

Succion (cm)

Bloc 2 parcelle 8

25/8/2014 14/08/2014

9/8/2014 1/9/2014

0

20

40

60

80

100

120

0 30 60 90 120 150

Profo

nd

eu

r (

cm

)

Succion (cm)

Bloc 4 parcelle 19

14/08/2014 9/8/2014

1/9/2014 25/8/2014




trouvées par (Niang 2006, Wallace et al., 1989) au sahel Burkinabè et au Niger. En effet ces

deux auteurs ont obtenu des valeurs de l’ETR se situant entre 1 et 3mm/j. Cependant Peugeot

(1995) a obtenu au Niger des valeurs de 5mm/j. Cette valeur nous semble la plus de la réalité

sur la zone sahélienne. C’est pourquoi la faiblesse de nos valeurs de l’ETR journalière (3mm)

proviendrait certainement par la longue durée de la saison sèche d’octobre 2013 à mai 2014.

En effet, le stock d’eau emmagasiné est très faible par rapport à la pluie et il a été repris

rapidement par les phénomènes d’évapotranspiration. Au niveau de certaines parcelles il

existe une quantité non négligeable par drainage.




P P

P P

P P

P P

Figure 20: Bilan hydrique pour la période allant du 23octobre 2013 au 7octobre 2014 sur

quelques parcelles de mesures

ΔS : 13.72% P ΔS : 9.67%P

ΔS : 9.55%P ΔS : 7.58%P

ΔS : 1.88%P ΔS : 3.47%P

ΔS : 2.19%P ΔS : 7.0%P 105cm 105cm

105cm 105cm

105cm 105cm

105cm 105cm

ETR : 83.03%P

D : 3.25%P

ETR : 86.84%P

D : 3.49%P

ETR : 87.08%P ETR : 88.58%P

D : 3.37%P D : 3.84%P

ETR : 98.12 %P ETR : 96.53%P

ETR : 97.81%P ETR : 93.0%P

Parcelle 1 Parcelle 5







4.2. DISCUSSIONS

Les résultats obtenus lors de cette recherche montrent que les quantités d’eau stockées par le

sol des parcelles de Kamboinsé sont dépendantes de l’état et de la nature de la partie

superficielle du sol mais aussi de la densité des Piliostigma et de la présence du sorgho. Mais

cette quantité d’eau dépend aussi des propriétés intrinsèques du sol, lesquelles déterminent

une capacité potentielle de stockage en eau. De façon générale, nous avons sur cette

expérience Crop-News trois processus pour expliquer la dynamique du stock hydrique. Il

s’agit de la consommation par le système racinaire du sorgho et du Piliostigma

(transpiration), de l’évaporation directe par la surface (dynamique verticale ascendante) et le

drainage vers la base du sol (dynamique verticale descendante). En combinant leur action, ces

trois mécanismes provoquent une diminution progressive du stock hydrique initial jusqu’à ce

qu’un nouvel apport intervienne, soit par la surface, soit par remontée capillaire. Cette

évolution temporelle du stock reflète un mode de fonctionnement hydrique qui est

caractéristique du milieu d’étude et que l’on peut mettre en évidence par un suivi

diachronique. C’est la démarche que nous avons adoptée ici. Notre but n’était pas d’établir un

bilan hydrique journalier mais d’abord de déterminer ce qu’un événement pluvieux donné

permet au sol d’emmagasiner et ensuite de mesurer comment disparaît ce stock. De la sorte,

connaissant le comportement de l’ensemble de nos parcelles, c’est un bilan global du

fonctionnement hydrique qui pourra être établi au niveau du site de Kamboinsé. En effet, en

regardant le comportement de nos huit parcelles choisies deux par bloc, nous remarquons la

présence de deux ensembles. Le premier exemple regroupant les parcelles 1, 5, 9 et 11où

nous avons constaté d’importantes variations d’humidité aussi bien en surface qu’en

profondeur. Ceci témoigne de l’existence de conditions très favorables à la surface. En effet,

ces parcelles de façon générale disposent d’une bonne capacité d’infiltration où l’infiltration

prédomine alors que sur les parcelles 16, 18, 19, 22, 23 et 24 présentent une capacité

d’infiltration faible.

En se basant sur la classification de Calvet (2003), nous pouvons classer nos parcelles à partir

des valeurs consignées au tableau 4 :

- Très petite perméabilité,

- Petite perméabilité,

- Perméabilité moyenne,

- Grande perméabilité,

- Très grande perméabilité,




De cette classification, nous pouvons dire que l’essentiel de nos parcelles sont constitués de

sols à dominance argileuse avec la présence d’agrégats stables, d’un drainage moyen à bon, et

sont aptes pour l’agriculture.

Tableau 4: Conductivité hydraulique des sols saturés en eau et conséquences agronomiques et

environnementale

Ks ms-1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

10-10

10-11

Qualification perméable Semi- perméable imperméable

Composition

granulométrique

approximative

Graviers Sables

grossiers à

sables fins

Sables très

fins limons

grossiers

Limons fins, argiles

Sols Sols à texture

grossière

Sols à texture

variée et sols

argileux avec des

agrégats stables

Sols à texture fine et possédant

une mauvaise stabilité

structurale

Conséquences Sols à faible

réserve en eau,

irrigation difficile,

risques de pollution

des eaux

souterraines

Drainage moyen à

bon ; pas de

contraintes pour

les cultures ;

irrigation possible

Drainage très mauvais ;

cultures limitées à des plantes à

enracinement peu profond,

risque de pollution des eaux de

surface par ruissellement

Source (Calvet, 2003)

La figure 21 montre que le stock d’eau du sol est plus important sur les parcelles où le zaï est

appliqué. Cela corrobore les résultats de (Roose et al., 1993, Lahmar et Yacouba, 2012) qui

ont montré que le zaï améliore le stockage d’eau et accroît sa disponibilité pour la plante. On

constate également quelques particularités surtout en saison sèche où le stock d’eau dans les

parcelles sans zaï est légèrement supérieur à celui des parcelles avec zaï, cela corrobore à ce

que (Fatoudji, 2002) a montré. En effet, les travaux de cet auteur révèlent que le zaï freine

l’effet de sécheresse durant deux à trois semaines lorsque la capacité de stockage en eau du

sol est suffisante.




Figure 21: L’effet des pratiques culturales sur le stock d’eau

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

Plu

ie (

mm

)

Sto

ck

d'e

au

(m

m)

Bloc 1

pluie Z-HSD NT-HSD

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

Plu

ie (

mm

)

Sto

ck

d'e

au

(m

m)

Bloc 2

pluie Z-HSD NT-HSD

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

Plu

ie (

mm

)

Sto

ck d

'eau

(m

m)

Bloc 3

pluie NT-HSD Z-NS

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

Plu

ie (

mm

)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Bloc 4

pluie NT-HSD Z-HSD




V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Ce travail avait pour objectif une meilleure compréhension du fonctionnement hydrique des

sols du site expérimental Crop-News de Kamboinsé en fonction de deux pratiques culturales

(zaï +mulch et semis direct + mulch). Au niveau expérimental, nous nous sommes attachés à

suivre l’évolution des caractéristiques physiques des sols et l’évolution diachronique des

variables d’état et des différentes composantes du bilan hydrique.

L’expérimentation a permis de mettre en évidence une influence décisive des caractéristiques

hydrauliques de surface notamment la conductivité hydraulique non saturée sur les

différentes composantes du bilan hydrique. Les variations d’humidité sont plus importantes

en surface qu’en profondeur avec des comportements différents selon les parcelles. D’une

part, nous avons des parcelles très filtrantes avec d’éventuels processus de drainage en

profondeur (en dessous de 3 mètres). D’autre part, certaines parcelles présentent des

variations d’humidité uniquement au niveau des horizons supérieurs (50 premiers

centimètres). Ces différences de comportement sont liées pour l’essentiel aux réorganisations

des parties superficielles du sol. Les parcelles avec zaï disposent d’un stock d’eau plus

important par rapport à celles sans zaï.

Au stade actuel les piliostigma n’influencent pas sur les différentes composantes du bilan

hydrique quelques soit la densité car pour le moment le réseau racinaire n’est pas encore très

dense. II s’avère donc indispensable de poursuivre des recherches afin de mieux comprendre

la compétition entre les piliostigma et le sorgho dans l’utilisation du stock d’eau disponible

dans le sol.




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Annexes



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page I

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1: Variation des humidités volumiques à 20, 60, 100, 160 et 280 cm ......................... I

Annexe 2: Profils hydriques secs et humides ....................................................................... III

Annexe 3: Stock d’eau ......................................................................................................... V

Annexe 4: Courbes d’étalonnage de la sonde à neutrons ..................................................... VII

Annexe 5: Conductivité hydraulique à saturation Ks ........................................................... IX

Annexe 6: Profil pédologique ............................................................................................... X

Annexe 7: Numéros et localisation des tubes d’accès humidimétrie du site expérimental .... XI



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page I

Annexe 1: Variation des humidités volumiques à 20, 60, 100, 160 et 280 cm

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Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 2

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

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Plu

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métr

ie(m

m)

Hu

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ité v

olu

miq

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)

Parcelle 3

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

040801201602002400

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50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 6

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

24001020304050

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 7

pluie(mm) 20cm 60cm100cm 160cm 280cm

040801201602002400

1020304050

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 8

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 10

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

040801201602002400

1020304050

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 16

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

040801201602002400

1020304050

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 17

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page II

0

40

80

120

160

200

24001020304050

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

) Parcelle 18

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

24001020304050

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 19

pluie(mm) 20cm 60cm100cm 160cm 280cm

0

40

80120

160

200

2400

10

20

30

40

50P

luvio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

)

Parcelle 20

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm

0

40

80

120

160

200

2400

10

20

30

40

50

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Hu

mid

ité v

olu

miq

ue(%

) Parcelle 24

pluie(mm) 20cm 60cm

100cm 160cm 280cm



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page III

Annexe 2: Profils hydriques secs et humides

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 2

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 3

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 6

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 7

11/2/2014 31/3/201416/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 8

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 10

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page IV

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)

Humidité volumique

Parcelle 16

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)

Humidité volumique

Parcelle 17

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 18

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 19

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 20

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Profo

nd

eu

r(c

m)


Parcelle 24

11/2/2014 31/3/2014

16/7/2014 7/10/2014



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page V

Annexe 3: Stock d’eau

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 2

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 3

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 6

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 7

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 8

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 10

pluie(mm) Stock(mm)



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page VI

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

) Parcelle 16

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 17

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200P

luvio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 18

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 19

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 20

pluie(mm) Stock(mm)

0

40

80

120

160

200

2400

200

400

600

800

1000

1200

Plu

vio

métr

ie(m

m)

Sto

ck

d'e

au

(mm

)

Parcelle 23

pluie(mm) Stock(mm)



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page VII

Annexe 4: Courbes d’étalonnage de la sonde à neutrons

y = 0.0334x - 22.829

R² = 0.9932

0

5

10

15

20

25

0 300 600 900 1200 1500

θ (

%)

N/Ns

Parcelle 1: 0-20 cm y = 0.0753x - 84.356

R² = 0.9621

0

5

10

15

20

25

0 300 600 900 1200 1500

θ (

%)

N/Ns

Parcelle1: 20-40 cm

y = 0.066x - 75.832

R² = 0.9238

0

5

10

15

20

25

0 300 600 900 1200 1500

θ (

%)

N/Ns

Parcelle 1: 40-60 cm y = 0.0238x - 9.1559

R² = 0.9376

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500θ

(%

)

N/Ns

Parcelle 11: 0-20 cm

y = 0.0225x - 14.096

R² = 0.9681

0

5

10

15

20

25

30

0 500 1000 1500 2000

θ (

%)

N/Ns


y = 0.0378x - 39.805

R² = 0.952

0

5

10

15

20

25

30

0 500 1000 1500 2000

θ (

%)

N/Ns


y = 0.0277x - 17.139

R² = 0.9165

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500

θ (

%)

N/Ns

Parcelle 17: 0-20 cm y = 0.039x - 37.188

R² = 0.9241

0

10

20

30

0 500 1000 1500 2000

θ (

%)

N/Ns


y = 0.0461x - 47.806

R² = 0.9337

0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000

θ (

%)

N/Ns

Parcelle 17: 40-60 cm y = 0.0204x - 9.5902

R² = 0.9536

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500

θ (

%)

N/Ns




DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page VIII

y = 0.0296x - 19.807

R² = 0.9279

0

10

20

30

40

0 300 600 900 1200 1500 1800

θ (

%)

N/Ns

Parcelle 23: 20-40 cm y = 0.0392x - 31.763

R² = 0.9277

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500

θ (

%)

N/Ns




DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page IX

Annexe 5: Conductivité hydraulique à saturation Ks

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 60 120 180 240

vit

ess

e d

'in

filt

rati

on

(cm

/h)

Temps moyen(min)

Parcelle 1/ bloc 1

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0 60 120 180 240

vit

ess

e d

'in

filt

rati

on

(cm

/h)

Temps moyen(min)

Parcelle 11/bloc 2

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0 60 120 180 240

vit

ess

e d

'in

filt

rati

on

(cm

/h)

Temps moyen(min)

Parcelle 17/bloc 3

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0 60 120 180 240

vit

ess

e d

'in

filt

rati

on

(cm

/h)

Temps moyen(min)

Parcelle 23/bloc 4



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page X

Annexe 6: Profil pédologique

Horizon de 0-20 cm : terre arable de couleur grisâtre

Horizon de 20-40 cm : terre arable et de latérite

Horizon supérieur à 40 : cuirasse latéritique.



DUSABIMANA Jean d’Amour 2014-2015 Page XI

Annexe 7: Numéros et localisation des tubes d’accès humidimétrie du site expérimental

Fonctionnement hydrique des sols

Documents

Transcript of Fonctionnement hydrique des sols