Academic literature on the topic 'Pédologie expérimentale'

Depuis les trente dernières années, de nombreuses études scientifiques s'intéressent aux dynamiques hydrologiques relevées dans le bassin versant du lac Tchad. En effet, ce bassin versant a été, et est encore, une zone emblématique des impacts du changement climatique sur la ressource en eau en région sub-saharienne. la gestion de cette ressource est d'autant plus complexe que ce bassin versant se partage entre le Tchad, le Niger, le Nigéria et le Cameroun. Ce dernier, bien que important pour le fonctionnement hydrique du lac Tchad, est encore trop peu étudié par la communautéscientifique. Nous nous proposons donc de travailler sur le bassin versant du Mayo-Tsanaga, situé au Nord Cameroun et connecté au fleuve Logone, affluent du fleuve Chari et principal contributeur au bilan hydrique du lac Tchad. Quelqueschercheurs de l'ORSTOM (Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer) ont déjà travaillé sur ce bassin versant dans les années 1970, mais très peu de travaux ont été mis en place ces vingt-cinq dernières années sur celui-ci. de ce fait, il est primordial aujourd'hui, afin de pouvoir relancer une étude du bassin versant du Mayo-Tsanaga par instrumentation, de remettre à jour nos connaissances géomorphologiques, hydrographiques et d'occupation du sol. Pour ce faire, nous avons recours à des données récentes et plus précises (MNT Aster, images satellites landsat TM et etM+) afin de suivre les dynamiques Hommes / milieux ayant cours depuis les 25 dernières années. Ce travail montre une mutation et une organisation complexe des pratiques, en relation notamment avec la géomorphologie et la pédologie dubassin versant du Mayo-Tsanaga.

Ces dernières années, le CESBIO a mis en place un Observatoire Spatial Régional (OSR), dispositif d'observation couplant mesures de terrain et télédétection dans le sud-ouest de la France. L'OSR se base sur des acquisitions mensuelles de données satellitaires à résolution décamétrique depuis 2002 et sur des sites expérimentaux lourdement instrumentés (mesures en continu de flux d'eau et de carbone) à partir de 2004. Ce dispositif a été reconnu service d'observation par l'INSU/CNRS en 2007 et site Kalideos par le CNES fin 2009 sous le nom de « OSR MiPy ». Le site atelier correspond à l'emprise d'une image Spot, soit environ 50 x 50 km, et couvre une grande diversité de milieux (pédologie, topographie), d'occupation et d'utilisation des sols, de pratiques et de modalités de gestion (agricole, forestière…) et de conditions climatiques (fort gradient de déficits hydriques estivaux).Pour la télédétection, ce site a servi la préparation de SMOS et soutient maintenant en priorité la préparation des missions VENµS et Sentinel-2. Les aspects radar, imagerie thermique et les approches multi-capteurs se développent depuis peu. Le traitement du signal, la physique de la mesure et l'amélioration de la qualité des données constituent le premier axe de recherche. Au niveau thématique, le CESBIO a pour priorité le suivi et la modélisation des agrosystèmes de grandes cultures. L'implication récente d'autres partenaires scientifiques ou de gestionnaires a permis d'initier des travaux sur d'autres aspects, comme la biodiversité, l'aménagement du territoire, le suivi de l'extension urbaine, les risques environnementaux, la santé des forêts, l'enfrichement, la diversité et la productivité des prairies. La valorisation des 10 années d'archives 2002-2011 débute et semble très pertinente pour la caractérisation en haute et en basse résolution des conséquences d'années climatiques atypiques (2003, 2011) sur les éco-agro-systèmes. L'extrapolationdes résultats obtenus sur ce site atelier à toute la région Midi-Pyrénées ou à la chaine des Pyrénées est aussi initiée.

Face à l’importance de considérer les sols et leurs caractéristiques pour traiter les problématiques de conservation ou de reconquête de la qualité des masses d’eau dans les AAC, une étude pédologique originale, associant pédologues et agriculteurs locaux dans une démarche participative, a été expérimentée sur l’aire d’alimentation de captage du Bassin versant de la Gimone (82). Une démarche de co-construction d’une typologie de sols locale a été expérimentée avec l’objectif de mettre en synergie la connaissance pratique des sols détenue par les agriculteurs et celle du pédologue acquise à l’issue d’une prospection pédologique légère associée à l’exploitation des cartes de sol anciennes. Deux ateliers participatifs réunissant pédologues et agriculteurs ont permis de converger sur une typologie commune permettant aux agriculteurs de s’approprier l’étude pédologique et aux pédologues de bénéficier de la connaissance fine des agriculteurs sur la caractérisation et localisation des types de sol. Les deux types de connaissances se sont révélées très complémentaires l’une de l’autre. Le dialogue entamé entre pédologues et agriculteurs est destiné à se poursuivre pour concrétiser l’objectif d’un zonage pédologique concerté permettant d’orienter le choix de mesures correctives pour la reconquête de la qualité de l’eau. La démarche devra être également généralisée à d’autres AAC avec des données pédologiques existantes et des niveaux de perception des sols par les agriculteurs différents de ceux du Bassin Versant de la Gimone. Mots-clés : types de sols – aires de captage – démarche participative – connaissances partagées

L’étude de la sécheresse des sols cultivés impose tout d’abord de connaître intimement les sols et leur fonctionnement hydrique. Mais, comme géographe, il est tout aussi nécessaire de situer ces sols dans l’espace, d’une part à l’échelle du contexte topographique local (l’interfluve, le versant) en tenant compte de la pente et de l’exposition du faciès climatique local (le topoclimat) ; d’autre part dans différents contextes régionaux, à l’échelle de la France, afin de mener une étude comparative. L’étude des sols normands tient ici ue part importante mais il est apparu tout aussi nécessaire d’aller étudier la sécheresse des sols, là où elle est la plus banale, en milieu méditerranéen. Le travail s’est ainsi appuyé sur trois types d’expérimentation portant sur l’appréciation de l’impact de la sécheresse sur l’horizon cultivé des sols, en milieu naturel, en milieu semi-naturel et en laboratoire. En milieu naturel, aussi bien en Basse-Normandie que dans la Drôme provençale et le sud du Lauragais, nous avons conduit une expérimentation sur le rôle des conditions de site (topographies d’interfluve et de versants), d’exposition (adret et ubac), de pente et sur le rôle de la charge caillouteuse. En laboratoire, des manipulations en conditions totalement contrôlées, ont cherché à préciser le rôle de divers paramètres en les isolant, ce qui n’était pas toujours possible de faire dans les expérimentations de terrain : tel a été le cas pour la présence et la nature de la charge caillouteuse et pour l’espace poral fissural. Enfin, l’expérimentation en milieu semi-naturel, sur le secteur d’étude bas-normand de Douvres-la-Délivrande, a permis de soumettre aux mêmes conditions météoriques naturelles, divers échantillons de sols de nature et d’origine différentes. Il apparaît qu’à grande échelle, la sécheresse édaphique est d’autant plus intense que la demande évaporative de l’atmosphère est forte et pérenne, que le sol est positionné sur l’adret et sur un versant en pente forte, que sa charge caillouteuse est élevée et de préférence de nature siliceuse, que sa porosité structurale et texturale favorise respectivement les transferts des phases liquides et gazeuse et le destockage précoce et brutal de la réserve en eau du sol lors de la dessiccation et, enfin, qu’il s’échauffe facilement garantissant ainsi une meilleure vaporisation de l’eau.
The study of the drought of the soil requires a particular knowledge of the soils and their reactions to water. But to a geographer, it requires as well to locate these soils, on one hand, from a topographic point of view (interfluvial, side) taking into account slope, exposure and topoclimate, on the other hand, in different county contexts which can be found in France, so that to permit a comparative study. The study of Norman soils takes an important place here, but as well, the study of drought of the soil in areas where it is a most usual factor, that is to say in the Mediterranean area, seems an obvious necessity. This work has been based on three differents types of experimentations on the measure of the impact of droughts on cultivated surfaces of the soil, in a natural environment as well as in a semi-natural environment and in laboratories. In natural environment, in Basse-Normandy as well as in the Drôme provençale and in the south of Lauragais , we performed an experimentation on the part plaid by the site conditions (interfluvial and side topographies), the exposure (south facing slope and north facing side), the slope and the stone amount. In laboratory, experimentations in totally controlled conditions tried to define precisely the part plaid by different parametres, which were then singled out. That was not always possible to do, when experimentations were carried out on the spot : such as experimentations on the presence and the nature of the stone amount and on the fissural and poral space. Last, the experimentations in semi-natural environment, in the Basse-Normandie studied area of Douvres-la-Délivrande has allowed to put samples of soils of different natures and origines through the same natural meteoric conditions it seems that, on a large scale, droughts of the soil are all the more important as the evaporative need of the atmosphere is strong and regular, as the soil is situated and on the steep side, as the amount of stones is hign and preferably of a siliceous nature, as the soil porosity texture and structure favour transfer of liquid and gas processes and early and brutal release of the water reserve of the soil during parching and last, as the soil warms up easily so as to guarantee a good vaporization on the water

Le lessivage, compris comme la translocation de particules fines dans les sols à partir d'un horizon dit éluvié vers un horizon d'accumulation dit illuvié, est considéré comme un processus pedogénétique majeur. Il a été décrit dans de nombreux sols mais reste assez peu connu, mal caractérisé et son existence même est encore sujette à débat dans la communauté scientifique. Pour améliorer nos connaissances, ce projet a eu pour objectif de mettre en place des expérimentations au laboratoire pour permettre une quantification et une approche cinétique du lessivage. Nous avons ainsi construit trois dispositifs expérimentaux, deux étant dédiés à l'étude de l'éluviation sur sols remaniés et non perturbés, et le troisième dédié à l'étude de l'illuviation. Ces expériences associées à une approche de bilan de masse sur les bases de données pédologiques existantes nous ont permis de : (i) déterminer la nature des particules migrantes, (ii) quantifier les particules mobilisées et identifier certains processus responsables de cette mobilisation, (iii) quantifier les quantités de particules fixées au sein des horizons d'accumulation et identifier quelques processus responsables de cette fixation, (iv) déterminer l'impact de la structure du sol et des événements climatiques extrêmes sur le lessivage, (v) extrapoler ces résultats expérimentaux sur les durées de la pédogenèse et les confronter aux profils de sols décrits dans la littérature. Nos résultats montrent que : (1) les particules qui migrent ont la signature de la fraction 0-2 μm, légèrement enrichie en smectites lors des premières pluies ; (2) le transfert des particules dépend du mode de fonctionnement hydrodynamique, matriciel ou préférentiel ; (3) seule une fraction des particules mises en suspension dans l'horizon d'éluviation est fixée dans l'horizon d'illuviation ; (4) le lessivage est le processus majeur responsable de la formation de profils à texture contrastée dans 1 à 12% des cas.

L'artificialisation des sols, et les enjeux environnementaux associés (îlots de chaleur, inondation, dégradation de biodiversité), sont devenus une problématique majeure de l'aménagement et de la planification urbaine. L'objectif de cette thèse est de proposer une approche de caractérisation des sols urbains fondée sur l'analyse de leur trajectoire historique d'usage, en considérant que les successions d'usages et les pratiques humaines associées, déterminent les propriétés physico-chimiques des sols. Pour ce faire, une démarche scientifique s'appuyant sur trois approches complémentaires a été menée pour aboutir à une proposition méthodologique opérationnelle de cartographie prédictive des propriétés des sols urbains. La première approche est cartographique et documentaire, elle vise à mieux caractériser les trajectoires historiques des sols urbains et ainsi mieux appréhender l'ensemble des pratiques humaines que subit les sols au cours du temps. Il s'avère qu'une vingtaine de trajectoires historiques suffisent à décrire la majorité de la superficie d'une unité urbaine. Par ailleurs, les trajectoires historiques majoritaires représentent des successions d'usages composées au maximum d'un à deux usages montrant une faible dynamique des changements d'usages et pratiques au cours du temps. La seconde approche est une approche de terrain ayant pour objectif de caractériser l'impact de trois trajectoires historiques représentatives des sols urbains sur les propriétés physico-chimiques des sols. Elle met en évidence le lien existant entre la trajectoire historique d'un sol et ses propriétés physiques et chimiques. L'impact des pratiques humaines sur les propriétés du sol semble de plus, être dépendant de l'intensité des pratiques exercée sur le sol. Ces liens encore aujourd'hui peu développés, pourraient être mis en avant par le développement d'un nouvel concept : l' « anthroposéquence ». La dernière approche est une approche expérimentale aidant à la caractérisation des processus pédogénétiques impliqués au cours de ces trajectoires historiques et à décrire l'évolution des propriétés physico-chimiques au cours du temps. Il en ressort que les effets individuels des pratiques peuvent être contraire à l'effet résultant de l'ensemble de ces pratiques. De plus, les processus pédogénétiques mis an avant au cours de ces expériences reflètent la réalité du terrain, renforçant ainsi la méthode expérimentale proposée. Ainsi, ces trois approches méthodologiques ont finalement été discutées afin de retranscrire les résultats obtenus en règles « simples » permettant la prédiction cartographique des types des sols et de certains paramètres agronomiques en milieux urbains par la connaissance des trajectoires historique
Land take and the associated environmental issues (heat islands, flooding, biodiversity degradation) have become a major issue in urban planning and development. The objective of this thesis is to propose an approach to characterise urban soils based on the analysis of their historical trajectory of land use, considering that the land use successions and the associated human practices determine the physico-chemical properties of soils. To do this, a scientific approach based on three complementary approaches was carried out to achieve an operational methodological proposal for predictive mapping of urban soil properties. The first approach is cartographic and documentary, and aims to better characterise the historical trajectories of urban soils and thus to better understand all of the human practices that the soils have undergone over time. It turns out that twenty historical trajectories are sufficient to describe the majority of the surface area of an urban unit. Moreover, the majority of historical trajectories represent land use successions composed of a maximum of one or two land uses, showing a low dynamic of land use changes and practices over time. The second approach is a field approach aimed at characterising the impact of three historical trajectories representative of urban soils on the physico-chemical properties of soils. It highlights the link between the historical trajectory of a soil and its physical and chemical properties. The impact of human practices on soil properties also appears to be dependent on the intensity of the practices carried out on the soil. These links, which are still underdeveloped, could be highlighted by the development of a new concept: the "anthroposequence". The last approach is an experimental approach that helps to characterise the pedogenetic processes involved during these historical trajectories and to describe the evolution of physico-chemical properties over time. It shows that the individual effects of practices can be contrary to the effect resulting from the whole of these practices. Moreover, the pedogenetic processes put forward during these experiments reflect the reality of the field, thus reinforcing the proposed experimental method. Thus, these three methodological approaches were finally discussed in order to transcribe the results obtained into "simple" rules allowing the cartographic prediction of soil types and certain agronomic parameters in urban environments through the knowledge of historical trajectories

Parmi les processus pédogénétiques, le lessivage des argiles dans les sols est un processus très répandu qui consiste en un transfert de particules, d’un horizon supérieur éluvié vers un horizon illuvié. Néanmoins, un certain nombre de lacunes persiste dans la compréhension de ce processus. Nous avons donc étudié : les processus d’écoulement de l’eau dans la porosité active, l’effet des cycles pluie - interpluie sur la rétention des particules, et les conséquences des perturbations physico-chimiques de la solution du sol sur la stabilité en suspension des particules de sols. Pour aborder ces différents points, nous avons fait le choix d’une approche réductionniste de laboratoire couplée à des méthodes analytiques modernes, souvent peu usitées en sciences du sol. Comme matériaux modèle, des horizons E de luvisol non remanié et des particules argileuses naturelles extraites de ces mêmes horizons ont été utilisés. Pour la première fois nous avons pu visualiser que les écoulements macroporeux préférentiels s’effectuent sous forme de ruisselets. Notre travail permet en outre, une première avancée vers l’estimation de la surface de contact eau – sol. Nous montrons que la rétention des particules s’effectue dans une zone de matrice à proximité macropores actifs, zone plus ou moins importante selon la durée de l’interpluie. Nous avons enfin montré que les variations de la concentration en calcium et du pH de la solution, consécutives à l’infiltration de l’eau de pluie dans la porosité, provoquent une évolution de l’arrangement des particules en suspension sur une échelle de temps correspondant à la durée d’un évènement pluvieux
Clay translocation is a widespread process of particle transfer from a surface eluviated horizon to a deeper illuviated horizon. Nevertheless, a number of gaps persist in understanding this process. We therefore investigated: the water flow processes in the active porosity, the effect of rain-interrain cycles on the retention of particles, and the consequences of physical and chemical disturbances of the soil solution on the stability of soil particles in suspension. To address these issues, we have made the choice of a laboratory reductionist approach coupled with modern analytical methods, poorly used in soil science. As a model materials, we used undisturbed luvisol E horizons and natural clay particles extracted from these horizons. We show experimentaly for the first time that macroporous preferential flow consist in rivulets. Our work also provides a first step towards estimating the water-soil specific surface area. We show that particle retention occurs in the matrix close to active macropores, the thickness of the concern matrix being a function of the interrain duration. Finally we have shown that the variations of the calcium concentration and pH of the soil solution, subsequent to the infiltration of rain water into the pores, cause a change in the arrangement of the particles in the soil suspension on a timescale corresponding to the duration of a rainfall event