Literatura científica selecionada sobre o tema "Variabilité spatiale des sols"
Crie uma referência precisa em APA, MLA, Chicago, Harvard, e outros estilos
Índice
Consulte a lista de atuais artigos, livros, teses, anais de congressos e outras fontes científicas relevantes para o tema "Variabilité spatiale des sols".
Ao lado de cada fonte na lista de referências, há um botão "Adicionar à bibliografia". Clique e geraremos automaticamente a citação bibliográfica do trabalho escolhido no estilo de citação de que você precisa: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
Você também pode baixar o texto completo da publicação científica em formato .pdf e ler o resumo do trabalho online se estiver presente nos metadados.
Artigos de revistas sobre o assunto "Variabilité spatiale des sols"
1
Andrieux, P., M. Voltz e A. Durbec. "Fonctionnement hydrologique d'un interfluve sédimentaire de la plaine côtière ancienne de Guyane Française". Revue des sciences de l'eau 9, n.º 1 (12 de abril de 2005): 51–74. http://dx.doi.org/10.7202/705242ar.
Texto completo da fonteResumo:
Le fonctionnement hydrologique de la plaine côtière ancienne de Guyane française constitue une des contraintes majeures à sa mise en valeur agricole, du fait de l'existence de périodes d'excès d'eau prolongées. L'objectif de cet article est d'analyser, sur un interfluve caractéristique de la plaine côtière ancienne, la forme et la dynamique de la nappe et ses sources d'alimentation en relation avec la variabilité des propriétés physiques des sols. Sur le plan expérimental, le travail est conduit à partir d'un suivi hydrologique in situ des fluctuations de la nappe observées sur 21 stations et d'une caractérisation de la variabilité spatiale de la conductivité hydraulique des sols par la méthode du trou de tarière à charge variable. Sur le plan de la modélisation, l'identification de la répartition spatiale de la recharge sur l'interfluve est déterminée par une modélisation inverse. Les suivis montrent d'une part la rapidité de réponse de la nappe aux pluies et d'autre part des temps de présence de la nappe en surface variables selon les sols. La modélisation conforte l'hypothèse d'isolement hydraulique de l'interfluve. La dynamique de la nappe est directement reliée aux entrées pluviométriques et dans une moindre mesure aux sols. La variabilité spatiale de la recharge est par ailleurs sous la dépendance de la topographie et de l'hétérogénéité spatiale de la conductivité hydraulique. Enfin, une estimation du ruissellement de surface souligne son importance sur l'interfluve. Les résultats obtenus montrent que l'engorgement des sols de la plaine côtière est sous la dépendance directe des processus hydrologiques observés à l'échelle de chaque interfluve. La prédiction des zones à excès d'eau marqué et des zones où la recharge est homogène peut être envisagée à partir de la connaissance de la topographie et de la distribution des sols. Sur le plan agronomique et pour les sols à forte contrainte hydrique, la mise en place de systèmes de drainage permettant leur mise en valeur agricole est à considérer.
2
GOULARD, Michel, Marc VOLTZ e Pascal MONESTIEZ. "Comparaison d'approches multivariables pour l'étude de la variabilité spatiale des sols". Agronomie 7, n.º 9 (1987): 657–65. http://dx.doi.org/10.1051/agro:19870902.
Texto completo da fonte
3
Vadnais, Marie-Ève, Ali A. Assani, Éric Hallot e François Petit. "Facteurs de variabilité spatiale des caractéristiques des débits minimums annuels des rivières Wallonnes (Belgique)". Revue des sciences de l’eau 24, n.º 3 (28 de novembro de 2011): 311–27. http://dx.doi.org/10.7202/1006479ar.
Texto completo da fonteResumo:
Cette note avait pour but de déterminer les facteurs environnementaux qui influencent la variabilité spatiale des caractéristiques des débits minimums annuels en Wallonie (Belgique) de 34 rivières, au moyen de deux méthodes complémentaires : la méthode de classification ascendante hiérarchique et la corrélation linéaire. Les deux méthodes ont été appliquées sur les données transformées par l’analyse en composantes principales. La classification ascendante hiérarchique (méthode de Ward) a mis en évidence l’influence de la lithologie et des activités anthropiques (pompage en eaux souterraines) sur les caractéristiques fondamentales des débits minimums annuels. Les rivières qui drainent un substrat relativement perméable sont caractérisées par des volumes d’écoulement très élevés, une faible variabilité interannuelle de ce volume, une forte variabilité interannuelle de la période d’occurrence et par de faibles valeurs de coefficients d’asymétrie. C’est le contraire pour les rivières qui coulent sur un substrat peu perméable ou imperméable. Les rivières, dont les débits sont artificiellement influencés, sont caractérisées par une variabilité de la magnitude et de la période d’occurrence des débits minimums annuels plus importante que celle des rivières naturelles. L’analyse des corrélations entre les caractéristiques des débits et les facteurs environnementaux a mis en évidence une corrélation entre la forme de courbe de distribution des débits minimums annuels et plusieurs facteurs environnementaux (climat, utilisation des sols, localisation et caractéristiques physiographiques des bassins versants).
4
Ilboudo, Adama, Mamoudou Traore, Edmond Hien e Zombre Prosper. "Dynamique de la Macrofaune des Bas-fonds Soudanosaheliens dans un Contexte de Changement Climatique: Étude de Cas dans le Sous-bassin Versant du Nakanbé-Dem au Centre-nord du Burkina Faso". European Scientific Journal, ESJ 19, n.º 3 (31 de janeiro de 2023): 29. http://dx.doi.org/10.19044/esj.2023.v19n3p29.
Texto completo da fonteResumo:
La dégradation des bassins versants est une preuve du changement environnemental que connait l’Afrique de l’ouest. Elle s‘exprime par la dégradation des sols de bas-fonds qui demeure une préoccupation récurrente dans les pays sahéliens comme le Burkina Faso. Cette étude qui analyse la dynamique de la macrofaune des sols de bas-fonds, a pour objectif de contribuer à la gestion durable des bas-fonds du sous-bassin du Nakanbé-Dem dans la zone soudano-sahélienne Un échantillonnage spatialisé de la macrofaune du sol par la méthode TSBF a été réalisé pour analyser les principaux facteurs explicatifs de la variabilité spatiale de la macrofaune dans les bas-fonds. La fertilité chimique des sols de bas-fonds en milieu plutonique est faible par rapport au degré moyen de la fertilité des sols de bas-fonds en milieu de l’ensemble volcano sédimentaire. L’évaluation de la macrofaune du sol a révélé que les indices de diversité les plus élevés ne dépassent guère 2,40 ± 0,09 pour Shannon et 1,09± 0,02 pour Piélou. La plus grande proportion de la macrofaune est relevée dans les profondeurs de plus de 20 cm du sol. L’étude a relevé un état dégradé des bas-fonds dont les sols sont de fertilité basse à moyenne. La restauration des écosystèmes de ces bas-fonds nécessite une correction des éléments déficitaires si l’on veut gérer durablement les sols de ces bas-fonds.
The degradation of watersheds proves the environmental change West Africa is experiencing. It is expressed by the degradation of lowland soils which remains a recurring concern in Sahelian countries such as Burkina Faso. This study analyzes the dynamics of the macrofauna of lowland soils and has the main objective of contributing to the sustainable management of lowlands in the Sudano-Sahelian zone. It was conducted in the Nakanbé-Dem sub-watershed in the Center-North of Burkina Faso. The morphological and chemical parameters of lowland soils were determined by the method of soil prospecting according to the top sequence of the lowland including the glacis, the slope, and the central zone. A spatialized sampling of the soil macrofauna by the TSBF method was carried out to analyze the main explanatory factors of the spatial variability of the macrofauna in the lowlands. The chemical fertility of lowland soils in a plutonic environment is low compared to the average degree of fertility of lowland soils in the middle of the sedimentary volcano complex. The evaluation of the soil macrofauna revealed that the highest diversity indices hardly exceed 2.40 ± 0.09 for Shannon and 1.09 ± 0.02 for Piélou. The most significant proportion of macrofauna is found in depths of more than 20 cm from the ground. The study noted a degraded state of the lowlands whose soils are of low to medium fertility. Restoring the ecosystems of these lowlands requires a correction of the deficit elements if we want to sustainably manage the soils of these lowlands.
5
Zhang, Yi, e Stéphane Commend. "Calculs probabilistes des déplacements dus à la réalisation de tunnels à l’aide d’un modèle aux éléments finis". Revue Française de Géotechnique, n.º 167 (2021): 5. http://dx.doi.org/10.1051/geotech/2021018.
Texto completo da fonteResumo:
L’estimation des déplacements dus à la réalisation de tunnels est un sujet important pour les projets des travaux souterrains en sites urbains. Ces déplacements, plus particulièrement les tassements et gonflements, sont souvent l’origine d’endommagements pour les constructions avoisinantes et les ouvrages en cours de construction. Cet article présente le cadre d’une approche probabiliste à l’aide d’un modèle aux éléments finis permettant d’estimer ces déplacements. Cette approche permet de prendre en compte les incertitudes liées aux problèmes géotechniques (manque de données d’entrée, variabilité spatiale des sols, etc.). Une méthode pour la vérification probabiliste des déplacements est tout d’abord définie à l’aide du calcul de la probabilité de défaillance Pf (ou de l’indice de fiabilité β) en fonction des niveaux cibles de sécurité ou performance. Elle est ensuite appliquée à un tunnel réalisé en méthode conventionnelle grâce au couplage des outils ZSOIL et UQLab. Les évaluations de fiabilité (probabilité de défaillance et indice de fiabilité) de la fonction de sécurité basées sur les résultats des calculs aux éléments finis ont été réalisées avec succès à l’aide des méthodes FORM, AK-MCS et MCS. Cette approche probabiliste illustre l’évaluation de la fiabilité aux cas ELS selon les Eurocodes.
6
Pimou-Heumou, G., E. Lucot, N. Crini, M. Briot e P. M. Badot. "Variabilité spatiale des activités en césium-137 dans les sols d’un bassin versant du massif du Jura : étendue et principales sources de variation". Radioprotection 46, n.º 1 (janeiro de 2011): 89–108. http://dx.doi.org/10.1051/radiopro/2011002.
Texto completo da fonte
7
Salvador-Blanes, Sébastien, Sophie Cornu, Michel Hardy, Isabelle Gay-Ovejero, Valérie Deschatrettes, Denis Baize e Dominique King. "Influence des substrats et des formations de versant sur la variabilité spatiale des teneurs naturelles en chrome de sols issus de roches métamorphiques". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIA - Earth and Planetary Science 332, n.º 11 (junho de 2001): 681–87. http://dx.doi.org/10.1016/s1251-8050(01)01595-6.
Texto completo da fonte
8
Thiebeau, Pascal. "Relation entre taux de couverture du sol et biomasse de résidus de cultures : une simplification prédictive est envisageable". Cahiers Agricultures 28 (2019): 30. http://dx.doi.org/10.1051/cagri/2019031.
Texto completo da fonteResumo:
En système d’agriculture de conservation, les résidus de cultures ne sont plus brassés dans un volume de sol labouré mais maintenus à la surface des sols ou partiellement enfouis. Leur présence contribue à la durabilité de ces systèmes par le maintien des équilibres agronomiques et environnementaux qu’ils induisent. Dans ce contexte, la connaissance de l’évolution de leur quantité à la surface d’un sol, de la récolte au semis de la culture suivante, devient un enjeu important de gestion des sols. Plusieurs auteurs ont établi une relation entre le taux de couverture du sol (TC) et la biomasse, propre à chaque espèce végétale, à partir d’un formalisme développé par Grégory (1982). Les objectifs de ce travail sont de tester sa validité dans le contexte pédoclimatique de la région Grand-Est (France), après récolte et au cours du processus de décomposition des résidus. Ce travail a été réalisé sur des exploitations pratiquant l’agriculture de conservation depuis plusieurs années. Les résidus ont été broyés lors de la récolte ou d’une opération spécifique. Les données de biomasse ont été collectées à l’aide de cadres de 0,5 m × 0,5 m, tandis que la couverture du sol a été étudiée à l’aide de photographies numériques. Le taux de couverture du sol a été calculé à l’aide d’un logiciel d’analyse d’images. Ce travail compare également deux périodes de mesure : en sortie d’hiver, plusieurs mois après la récolte, et juste après la récolte estivale. Les résultats montrent une très bonne correspondance entre le TC et la biomasse mesurée au sol, toutes espèces et période de mesures confondues, moyennant l’ajout d’un paramètre au formalisme de Grégory (1982). L’intégration de la variabilité spatiale au sol permet de proposer l’emploi d’un ajustement linéaire unique qui simplifie la prédiction du TC du sol ou « la prédiction » de la quantité de biomasse.
9
MAURIE, Aurélien, Edouard PATAULT, Valentin LANDEMAINE, LEDUN Jérôme, Pierre-Yann DAVID, Olivier CERDAN, Marielle DEMAN et al. "Diagnostic multiscalaire de la vulnérabilité des aquifères karstiques face au risque ruissellement-érosion". TSM 12 2023, TSM 12 2023 (20 de dezembro de 2023): 99–119. http://dx.doi.org/10.36904/tsm/202312099.
Texto completo da fonteResumo:
En Normandie, les départements de la Seine-Maritime et de l’Eure sont particulièrement sensibles au ruissellement et à l’érosion des sols, ce qui provoque, du fait du caractère karstique du sous-sol, une forte dégradation de la qualité des eaux souterraines. Des arrêts de distribution d’eau potable y sont observés ponctuellement suite à l’infiltration des eaux et des sédiments de surface via l’exokarst (appelé localement « bétoires »). 14 305 points d’infiltration rapides vers l’aquifère karstique sont ainsi recensés sur ces deux départements. Actuellement, les collectivités définissent leurs stratégies d’aménagement de ces bétoires face aux risques de pollution en se basant sur des analyses qualitatives sans quantifier les flux hydro-sédimentaires. Dans cette étude, les flux hydro-sédimentaires au droit de l’ensemble des 14 305 bétoires ont été quantifiés à l’aide du modèle de ruissellement et d’érosion des sols WaterSed. Les entrées du modèle intègrent différentes bases de données (RGE Alti, RPG, BD Topo, RRP) combinées à des tables de décision. Le modèle a été calibré puis validé (coefficient de Nash-Sutcliffe NSE = 0,84) sur deux stations de suivi des transferts hydro-sédimentaires localisées à Bourville (76). Les flux ont ensuite été calculés pour toutes les bétoires et pour différentes pluies de projets tout en considérant la variabilité hydroclimatique spatiale de la zone d’étude. À partir des résultats de modélisation, un indice de sensibilité à l’aléa ruissellement-érosion a été défini, permettant de classer la sensibilité de chaque bétoire en cinq classes. Cette approche originale a permis d’élaborer une cartographie régionale de vulnérabilité des ressources en eau des systèmes karstiques vis-à-vis des entrées d’eau turbides par les bétoires. Ce résultat constitue une première étape pour accompagner les collectivités à diagnostiquer la vulnérabilité de leur territoire face au risque ruissellement-érosion et à élaborer des programmes d’actions hiérarchisés pour la protection de la ressource en eau souterraine.
10
Kyale Koy, Justin, David Andrew Wardell, Jean-Fiston Mikwa, Joël Masimo Kabuanga, Alphonse Maindo Monga Ngonga, Johan Oszwald e Charles Doumenge. "Dynamique de la déforestation dans la Réserve de biosphère de Yangambi (République démocratique du Congo) : variabilité spatiale et temporelle au cours des 30 dernières années". BOIS & FORETS DES TROPIQUES 341 (20 de julho de 2019): 15. http://dx.doi.org/10.19182/bft2019.341.a31752.
Texto completo da fonteResumo:
D’une superficie de 225 000 ha, la Réserve de biosphère de Yangambi (République démocratique du Congo) est l’une des principales aires protégées menacées par l’anthropisation dans la région. Malgré son appartenance au réseau mondial des réserves de biosphère depuis les années 1970, les connaissances sur les dynamiques d’occupation du sol y sont encore lacunaires. Une démarche fondée sur l’analyse d’images (Landsat TM, ETM+ et OLI) et la réalité du terrain a été mise en œuvre pour étudier la dynamique d’occupation des sols de la réserve entre 1986 et 2016. Le taux annuel de déforestation est passé de 0,18 % au cours de la période 1986-2003 à 0,38 % en 2003-2016. Durant cette dernière période, la forêt primaire a connu un taux de déforestation plus élevé qu’en forêt secondaire (respectivement 4,5 % et 0,4 %). Quatre zones aux dynamiques socio-environnementales spécifiques ont été identifiées, nécessitant des approches de gestion différentes. Il s’agit notamment de la concession de l’INERA, des zones proches d’axes principaux de circulation, des zones situées sur des axes routiers plus ou moins abandonnés et des zones isolées du cœur de la réserve. Les principales causes de déforestation mentionnées par les habitants sont l’agriculture itinérante sur brûlis (54 % des ménages), l’exploitation artisanale des minerais (17 %) et la fabrication des pirogues (8 %). La pression démographique, sans amélioration du niveau de vie des communautés ou des techniques agricoles, et le développement du réseau routier, favorisant les échanges commerciaux, en sont les causes sous-jacentes. Cette dynamique de déforestation dans une forêt rattachée au réseau mondial des réserves de biosphère entame l’objectif fixé par l’État d’étendre le réseau d’aires protégées à 15 % du territoire national.
Teses / dissertações sobre o assunto "Variabilité spatiale des sols"
1
Lange, Sébastien. "Variabilité spatiale du mouvement de gaz dans le sol". Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26063/26063.pdf.
Texto completo da fonte
2
Haudin, Claire-Sophie. "Conséquences de la variabilité spatiale et temporelle de l’anoxie sur le devenir du sélénium dans le sol". Avignon, 2006. http://www.theses.fr/2006AVIG0258.
Texto completo da fonteResumo:
Le sélénium est un micro-élément essentiel qui peut être toxique aux concentrations classiquement trouvées dans les sols et les sédiments. De plus, l’un de ses isotopes est présent dans les déchets radioactifs de longue vie, faisant l’objet de recherches sur la faisabilité d’un stockage géologique profond. Les réactions du sélénium dans les sols et son impact sur les activités microbiennes ont été peu étudiés à des teneurs dites non toxiques. Les transformations du sélénium sont très sensibles à l’aération, aux activités microbiennes et aux conditions d’oxydoréduction qui peuvent être hétérogènes dans un sol structuré. Cette hétérogénéité, présente à différentes échelles (dans un profil vertical de sol, dans la rhizosphère, à proximité de matières organiques en décomposition et au centre des agrégats de sol), pourrait avoir de fortes conséquences sur les prédictions du devenir du sélénium faites à partir des valeurs moyennes de certains paramètres du sol. Cette étude a été réalisée en deux parties : des incubations d’agrégats de sols en conditions contrôlées aérobies ou anaérobies strictes, une expérience avec des colonnes d’agrégats de sol compactés où existait un gradient vertical d’humidité, conduisant à des conditions d’aération variables. Les activités respiratoires ont été suivies au cours du temps et des mesures ponctuelles ont permis de caractériser les changements au niveau des populations et activités microbiennes, et du fractionnement chimique du sélénium dans le sol. L’ajout de sélénium a modifié les activités microbiennes, en particulier en conditions anaérobies, révélant de probables changements au sein des populations microbiennes. Les pertes nettes de sélénium par volatilisation ont été très différentes suivant les sols et pour l’un des sols, elles ont augmenté avec la quantité de sélénium apportée. Ces pertes ont été plus importantes dans les colonnes de sol compactées que dans les sols incubés sans compactage. La mobilité verticale du sélénium dans les colonnes de sol a résulté de flux en solution mais aussi d’autres processus mal identifiés. Le sélénium a été fortement immobilisé dans les sols anaérobies, à la fois dans la zone saturée en eau des colonnes et en conditions contrôlées anaérobies. En conditions aérées, cette tendance à devenir moins extractible a été beaucoup moins marquée pour tous les sols. Il a été difficile de relier de façon simple la valeur de la fraction volumique anoxique dans les colonnes de sol à des modifications du fractionnement chimique du séléniumSelenium is an essential micronutrient that is potentially toxic at concentrations close to the normal range found in soils and sediments. Furthermore one of its isotopes is an important component of long-lived radioactive waste for which long term geological storage is planned. Few data exist on the dynamics of selenium in soil and its impact on microbial activity at levels usually considered to be non toxic. The dynamics of selenium are strongly sensitive to aeration, microbial activity and redox conditions which may be very heterogeneous in structured soil. This heterogeneity, present at various scales (in a vertical soil profile, in the rhizosphere, near decomposing organic matter and at the centre of soil aggregates), could have important consequences on the prediction of the fate of selenium based on average measurements of soil properties. This investigation was carried out at two levels; controlled studies of aggregated moist soil incubated under aerobic or strictly anaerobic conditions and in columns packed with soil aggregates with a vertical moisture gradient, imposing varying aeration conditions. Respiratory activity was monitored and changes in microbial populations, microbial activity and selenium chemical fractionation in soil were measured. Selenium addition modified microbial activity, particularly under anaerobic conditions, reflecting probable changes in microbial populations. Net losses from soil by selenium volatilization varied considerably between soils and for one soil increased with increasing level of selenium. Volatilization losses were much larger from the compacted columns than from the looser packed soils. Solute flux but also poorly identified processes contributed to the observed vertical mobility of selenium in soil columns. Selenium was strongly immobilized in anaerobic soils, both in the water-saturated zone of the columns and in the anaerobic incubations. There was a less marked tendency for selenium to become less easily extractable in soils incubated under aerated conditions. In soil columns, there was not a simple relation between the volumic fraction of anoxic soil and changes in selenium fractionation
3
Vincent, Gaëlle. "Etude de la variabilité spatiale et temporelle de la respiration de sols forestiers hydromorphes à ennoyage temporaire". Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2088.
Texto completo da fonteResumo:
La respiration du sol (Rs) est un flux d'importance majeure dans le cycle du carbone. L'objectif de ce travail était de caractériser les variations spatiales et temporelles de Rs dans des sols forestiers marqués par des engorgements temporaires de durée et de profondeur variables. Le protocole de mesure de Rs et des variables associées a été testé afin de valider les mesures et de favoriser des comparaisons inter-sites. Ensuite, nous avons mesuré la respiration, la température et la teneur en eau du sol ainsi que différents de scripteurs du sol et de la végétation. Ce travail confirme une variabilité spatiale forte et surtout en interaction avec la variabilité temporelle de Rs. En juillet 2003, Rs est lié au pH du sol, à la biomasse microbienne et à delta-pH. Nos données ont permis aussi de paramétrer un modèle de variation temporelle de Rs (équation exponentielle de la température et log-normale de la teneur en eau) et d'ajuster deux paramètres synthétiques: la teneur en eau du sol optimale pour la respiration (W so), et la respiration à 10°C et à teneur en eau optimale (Rs10). Wso est corrélée à la densité apparente du sol et à la masse de litières au sol. Rs10 est un bon estimateur de la respiration du sol annuelle, corrélé à l'activité microbienne du sol et à la surface terrière. Ceci offre des perspectives intéressantes pour spatialiser les mesures de respiration à l'échelle d'un massif forestier. L'ensemble de ces résultats indique que les variations saisonnières sont expliquées par la température et la teneur en eau du sol, et que les variations spatiales peuvent être corrélées à des facteurs liés au sol et à la végétation à l'échelle de la station forestièreSoil respiration (Rs) is a major flux in the carbon cycle. The aim of this work was to describe spatial and temporal variations of soil respiration in poorly drained forest soils, with contrasted depth and duration of soil saturation. Different methods of Rs measurements were tested in order to validate our values and to develop comparisons of flux between sites. We had measured soil respiration, soil temperature and soil water and different soil and plants parameters. Rs is showing a high spatial variability and a high interaction between spatial and temporal variability. Ln July, 2003, soil respiration was significantly related to soil pH values, microbial biomass and delta-pH. The measurements results allowed to parameter an empirical model of Rs (exponential equation of soil temperature and log-normal equation of soil water content). Two parameters were adjusted : optimal soil water content (W so), i. E. The value of soil water content which gives the higher soil respiration, and soil respiration at 10°C and optimal soil water content (Rs10). Wso is correlated to bulk density and to the weight of litter on the soil in summer. Rs10 is a good estimating factor of annual soil respiration. It is correlated to an indicator of microbial activities and to basal area. This relation gives especially good perspectives in order to spatialize soil respiration at the forest scale. AlI these results are showing high interactions between spatial and temporal variability. However, seasonal variations may be explained by soil temperature and soil water content. Spatial variations at the forest stand scale may be related to soil and vegetation parameters
4
Wakim, Lara Maria. "Caractérisation environnementale des sols : de nouvelles pistes pour expliquer la variabilité spatiale de la maladie de Crohn ?" Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDSMRE/2023/2023ULILR089.pdf.
Texto completo da fonteResumo:
La maladie de Crohn est une maladie inflammatoire chronique dont l'étiologie reste inconnue, et les facteurs environnementaux figurent parmi les causes potentielles. Parmi ces facteurs, la contamination des sols n'a jamais été étudiée, bien que de nombreuses substances polluantes qui y sont présentes aient été associées à la maladie dans des études épidémiologiques. La France dispose du plus grand registre de la maladie de Crohn au monde, EPIMAD, qui couvre quatre départements : le Nord, la Somme, le Pas-de-Calais et la Seine-Maritime, où des clusters spatiaux de sur- et de sous-incidence ont été identifiés. Ces clusters ouvrent la voie à des études environnementales.Ainsi, l'approche environnementale de la qualité des sols s'est imposée : les sols des clusters diffèrent-ils en termes de qualité ? Existe-t-il des variations de concentration de polluants entre les clusters à forte et à faible incidence ? Dans l'affirmative, quels sont les éléments ou les mélanges d'éléments en cause ? L'objectif de notre étude est donc de caractériser les sols à l'intérieur de ces clusters et de procéder à une vaste collecte de données des polluants potentiels présents afin de pouvoir comparer la qualité des sols des clusters.Cette thèse a adopté, dans un premier temps, une approche de réutilisation des données, caractérisant les sols sur la base de données existantes et affinant l'interprétation grâce à un indice composite, le "ratio moyen d'imprégnation" (RIM). Face à la rareté des données disponibles, deux vastes campagnes de prélèvements de sols ont été lancées au sein des clusters de la maladie. La première a eu pour objectif un screening des contaminants les plus retrouvés dans les sols. La seconde campagne a adapté une approche ciblée, visant les polluants montrant une potentielle association avec la maladie de Crohn dans la littérature. Ainsi, 14 molécules appartenant aux perturbateurs endocriniens, antibiotiques et médicaments les plus couramment utilisés chez l'Homme ont été mesurées dans les sols. La mesure de ces molécules dans cette matrice complexe n'étant pas normalisée, une méthode analytique a été développée pour détecter ces polluants, et les analyses des échantillons ont été effectuées conformément à ce protocole établi.Cette approche a permis de générer plus de 81 000 nouvelles données caractérisant les polluants des sols échantillonnés. Les bases de données existantes ont été utilisées pour caractériser le paysage physique des clusters et identifier les sources de contamination. Elles nous ont également permis de détecter une corrélation entre les métaux lourds présents dans les sols agricoles et l'incidence de la maladie de Crohn. Par ailleurs, sur le plan écologique, la détection d'hormones dans les zones forestières à des concentrations plus élevées que celles rapportées dans la littérature, constitue un résultat pionnier de cette thèse. A ce jour, sur la base des premières analyses et interprétations, les polluants émergents n'ont pas montré de différence significative entre les clusters de sur-incidence et de sous-incidence. Nous recommandons tout de même des études plus ciblées sur les polluants liés aux pratiques agricoles et leurs effets sur la maladie de Crohn, une voie d'investigation prometteuse dans notre étudeCrohn's disease is a chronic inflammatory condition with an unknown etiology, and environmental factors are among the potential causes. Among these factors, soil contamination has never been studied, although many soil pollutants have been associated with the disease in epidemiological studies. France has the world's largest Crohn's disease registry, EPIMAD, which covers four departments: Nord, Somme, Pas-de-Calais, and Seine-Maritime, where spatial clusters of high- and low-incidence have been identified. These clusters open the door to environmental studies.Therefore, an environmental approach to soil quality has become necessary: do the soils in the clusters differ in terms of quality? Are there variations in pollutant concentrations between high and low-incidence clusters? If so, what are the elements or cocktail of elements involved? The objective of our study is to characterize the soils within these clusters and collect extensive data on potential soil pollutants to compare soil qualities between the clusters.This thesis initially adopted a data reuse approach, characterizing soils on the basis of existing data and refining interpretation using a composite index, the "mean impregnation ratio" (RIM). Given the scarcity of available data, two large-scale soil sampling campaigns were launched in the disease clusters. The first was aimed at screening for the contaminants most frequently found in soils. The second campaign adapted a targeted approach, targeting pollutants showing an association with Crohn's disease in the literature. Thus, 14 molecules belonging to the endocrine disruptors, antibiotics and drugs most commonly used in humans were measured in soils. As the measurement of these molecules within this complex matrix is not yet normalized, an analytical method was developed to detect these pollutants, and sample analyses were carried out in accordance with this established protocol.This approach generated more than 81,000 new data on the soil pollutants sampled. Existing databases were used to characterize the physical landscape of the clusters and identify sources of contamination. They also enabled us to detect a correlation between heavy metals in agricultural soils and the incidence of Crohn's disease. Furthermore, from an ecological point of view, the detection of hormones in forested areas at concentrations higher than those reported in the literature, constitutes a pioneering result of this thesis. To date, based on initial analyses and interpretations, emerging pollutants have shown no significant difference between over- and under-incidence clusters. We recommend more focused studies on pollutants related to agricultural practices and their effects on Crohn's disease, a promising avenue of investigation in our study
5
Bras, Nicolas. "Consommation de méthane par les sols forestiers : variabilité spatiale des processus physiques et biotiques impliqués à l'échelle du massif forestier". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0019.
Texto completo da fonteResumo:
Le méthane est l’un des principaux gaz à effet de serre contribuant au réchauffement climatique. Son oxydation par les organismes méthanotrophes des sols forestiers superficiels constitue un service écosystémique majeur mais souvent négligé. L’objectif de mes travaux de thèse était de déterminer les principaux facteurs responsables des variations spatiales de l’oxydation du méthane des sols de forêts à l’échelle du massif forestier. J’ai pu montrer que le contenu en eau du sol apparait comme le principal facteur expliquant les variations spatiales au printemps et les variations saisonnières de l'oxydation du CH4 dans les cinq premiers centimètres du sol. L’oxydation du méthane est optimale pour un faible contenu en eau et une forte porosité en air mais peut être fortement impactée par des conditions climatiques extrêmes. En cas de forte sécheresse ou d’inondation importante, dont la fréquence et l’intensité seront croissantes dans le futur avec le changement climatique, le puits de méthane des sols pourrait être fortement diminué. L’essentiel de l’oxydation du méthane ne se produit pas toujours dans les 5 premiers centimètres du sol et la profondeur à laquelle l’oxydation du méthane est la plus forte varie selon le type de peuplement. Cette structuration verticale de l’oxydation du méthane s’explique par l’effet combiné d’une baisse de la teneur en matière organique avec la profondeur et de l’épuisement du méthane disponible pour les méthanotrophes par l’oxydation réalisée dans les couches supérieures. Néanmoins, la distribution verticale de l’abondance des méthanotrophes ne reflétait pas celle de l’oxydation du méthane, ce qui suggère que cette dernière présente très probablement une forte dynamique saisonnièreMethane is the second most important greenhouse gas contributing to global warming. The atmospheric concentration of methane has increased from 0.75 ppmv to 1.85 ppmv in the past 200 years. The main CH4 sinks are dependent on oxidation with hydroxyl radicals in the troposphere and biological oxidation in the soil by CH4-oxidizing bacteria called methanotrophs. Its oxidation by methanotrophic organisms in superficial forest soils is a major but often neglected ecosystem service. The objective of my thesis work was to determine, at the forest scale, the main factors responsible for spatial variations in methane oxidation in forest soils. I was able to show that soil water content seems to be the main factor explaining spatial variations in spring and seasonal variations in CH4 oxidation in the first five centimetres of the soil. Methane oxidation is optimal at low water content and high air filled porosity but can be strongly affected by extreme climatic conditions. In case of severe drought or flooding, whose frequency and intensity are thought to increase in the future with climate change, the methane sink in forest soils could be greatly reduced. Most methane oxidation does not always occur in the top 5 cm of forest soil, and the depth at which methane oxidation rate is the highest varies according to stand type. This vertical distribution of methane oxidation on the soil profile can be explained by the combined effect of a decrease in organic matter content with depth and the depletion of methane available to methanotrophs through oxidation in the upper layers of the soil. Nevertheless, the vertical distribution of methanotroph abundance in the soil did not reflect that of methane oxidation, suggesting that the latter most likely has strong seasonal dynamics
6
Jolivet, Claudy. "Le carbone organique des sols des Landes de Gascogne : variabilité spatiale et effets des pratiques sylvicoles et agricoles". Dijon, 2000. http://www.theses.fr/2000DIJOS064.
Texto completo da fonteResumo:
Le rôle majeur des matières organiques dans les sols justifie que l'on s'intéresse à leur évolution face aux modifications des milieux naturels, en terme de gestion durable des ressources. La forêt landaise représente un massif forestier de première importance (830 000 ha de pin maritime), très productif du fait de pratiques de sylviculture intensives. Depuis les années 50, l'introduction de la maïsiculture est à l'origine d'un changement majeur d'occupation du sol. La superficie cultivée représente près de 15 p. Cent du massif. L'objectif de ce travail est d'évaluer l'influence de la coupe rase et de la mise en culture sur les propriétés organiques des sols. L'analyse de la variabilité spatiale des matières organiques des sols a l'échelle de la topo séquence puis de la parcelle a permis de déterminer les principaux facteurs (relief et nappe phréatique) contrôlant l'organisation des sols et des stocks de carbone, au sein de plusieurs pédopaysages landais. Ces connaissances ont permis d'établir plusieurs stratégies d'échantillonnage afin d'évaluer la dynamique spatio-temporelle des matières organiques. L'effet de la coupe rase sur les teneurs en carbone organique et la biomasse microbienne a été étudié par un suivi saisonnier in situ. L'impact de la mise en culture sur les stocks et la qualité des matières organiques (fractions granulométriques et densimétriques, lignine, sucres, biomasse microbienne) a été analyse par une approche chrono séquentielle a posteriori. Coupe rase et mise en culture se traduisent par une modification de la variabilité spatiale et une réduction des stocks de matières organiques des horizons superficiels. L'ensemble de ces résultats fournit un jeu d'indicateurs convergents pour prédire l'évolution quantitative et qualitative des matières organiques sous l'effet de ces changements d'usage. Ces indicateurs ont montré l'existence de processus de stabilisation physique et chimique des matières organiques dans les sols des landes de Gascogne.
7
Koufoudi, Eleni. "variabilité spatiale des mouvements sismiques : barrages voûtes". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI036/document.
Texto completo da fonteResumo:
Le terme variabilité spatiale des mouvements sismiques (SVGM en anglais pour Spatial Variability of Ground Motion) désigne les différences entre deux mesures du mouvement du sol effectuées à différents endroits, généralement en surface. La modélisation de SVGM ainsi que son effet sur la réponse dynamique des barrages est nécessaire pour l'intégration du phénomène dans les codes parasismiques. L'étude actuelle présente une mesure et une enquête approfondie sur SVGM à l'interface barrage voûte - fondation rocher. Des mesures in situ sont utilisées pour sa quantification et des simulations numériques pour la compréhension plus approfondie des phénomènes physiques qui contribuent à SVGM notamment à l'interface, c-à-d la topographie de la voûte et l'interaction sol-structure. Les données in situ provient d'une campagne sismologique qui a eu lieu sur et autour le barrage voûte du Saint Guérin pendant six mois. Le sous-ensemble d'événements consiste des événements de faible à moyenne magnitude, locaux et régionaux. Ainsi, des analyses linéaires sont permises. Tout d'abord, l'analyse dynamique du barrage voûte est réalisée; les fréquences de vibration, le coefficient d'amortissement et l'amplification de crête sont estimées profitant des mesures continues de bruit ambiant et des enregistrements sismiques. Ensuite, le SVGM est quantifiée au moyen de la phase et de la variabilité d'amplitude en utilisant des estimations de cohérence et de l'écart type de la différence des amplitudes des spectres de Fourier respectivement. Forte variabilité est observée à la fois en phase et en amplitude à l'interface de barrage-fondation rocher. Une fois que les estimateurs de la variabilité sont obtenus à partir des données, les modèles paramétriques existants sont comparés avec eux. Accentuation est mis sur deux observations: 1) les mouvements sismiques au champ libre semblent être légèrement moins variable par rapport aux mouvements à l'interface barrage-fondation rocher et 2) à l'interface barrage-fondation rocher, il y a une variabilité plus forte autour des fréquences de vibration du barrage. Ces observations suggèrent que la présence de la structure ainsi que la topographie du canyon augmentent SVGM. Cette hausse semble cependant être faible étant donné que les observations sont montés par des modèles paramétriques satisfaisants basés sur des données provenant de réseaux sismiques plates (sans topographie et structure). Des simulations numériques dans le code SPECFEM3D, basé sur les éléments spectraux, sont utilisées pour étudier plus profondément les observations in situ par le découplage des différentes causes de SVGM et évaluer l'impact de chacune. Une étude paramétrique en utilisant une topographie du canyon simplifié tente d'identifier l'effet de la topographie du canyon local sur SVGM tandis qu'un modèle géométrique précis du barrage voûte à Saint Guérin et sa topographie du canyon nous donne une idée plus précise sur l'impact de l'interaction barrage-fondation rocher sur SVGM. Les résultats de cette recherche devraient contribuer à l'amélioration de notre compréhension de SVGM à l'interface barrage-fondation rocher et de proposer des modèles de variabilité utilisés dans la conception de barrages voûtesSpatial variability of seismic ground motions (SVGM) denotes the differences between two time histories of the ground motion recorded at different locations, generally at the ground surface. The modeling of SVGM and the understanding of its influence on the dam's response are necessary so as design codes start to incorporate its effects in their provisions. This study presents a measure and a profound investigation of SVGM at the dam-foundation rock interface of an arch dam. In-situ measurements are used to quantify SVGM and numerical simulations to deeper understand the particular physical phenomena that contribute to SVGM at the interface, i.e. local canyon topography and rock-structure interaction. The in-situ data comes from a seismological experimental campaign that has taken place on and around Saint Guérin arch dam over the period of six months. The campaign was held in the framework of the present thesis. The subset of events consists of low to moderate magnitude local and regional earthquakes. Thus, analysis is allowed in the linear range. Firstly, dynamic analysis of the arch dam is conducted; the frequencies of vibration, the damping coefficient and the crest amplification are estimated based on ambient noise and seismic records. Then, SVGM is quantified by means of phase and amplitude variability using coherency estimates and standard deviation of difference of Fourier amplitudes respectively. High variability is observed both in phase and amplitude at the dam-foundation rock interface. Once the estimators of variability are obtained from the data, parametric models are fitted to them. Focus is given on two observations : 1) the ground motions in the free field appear to be slightly less variable with respect to the motions at the dam-foundation rock interface and 2) at the dam-foundation rock interface, there is higher variability around the frequencies of vibration of the dam. These observations suggest that the presence of the structure along with the canyon topography increase SVGM. This increase though seems to be small given that the observations are satisfactory fitted by parametric models based on data coming from flat seismic arrays. Numerical simulations in the SPECFEM3D code, based on the spectral element method are used to deeper investigate the in-situ observations by decoupling the various causes of SVGM and evaluating the impact of each one. A parametric study using a simplified canyon topography attempts to identify the effect of local canyon topography on SVGM while a geometrically accurate model of the Saint Guérin arch dam and its canyon topography gives us a better insight on the dam-foundation rock interaction impact on SVGM. Although both features are found to increase SVGM, their impact remains secondary. The findings of the present research are expected to contribute in enhancing our understanding of SVGM at the dam-foundation rock interface and proposing variability models used in arch dams' design
8
Sow, Djibril. "Variabilité spatiale de la résistance au cisaillement des discontinuités des fondations rocheuses de barrages". Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6707.
Texto completo da fonteResumo:
Résumé : Les barrages induisent un impact potentiellement important sur l'environnement et la société par la modification des écosystèmes, le déplacement des populations en amont et surtout par la présence d'un risque imposé aux populations situées à l'aval. Même si les ruptures de ces ouvrages ont une probabilité d'occurrence faible, la cause principale des accidents, à côté des submersions par des crues imprévues, a toujours été la rupture des fondations (ICOLD 1993) suite à des problèmes d'érosion, ou d'insuffisance de résistance au cisaillement le long des discontinuités rocheuses, des joints de levées ou de l'interface barrage-fondation. La fréquence de ruptures par défaut de résistance au cisaillement des discontinuités des fondations des barrages en béton est estimée à 21 % (ICOLD 1995).
Les fondations rocheuses présentent souvent une variabilité verticale et horizontale des propriétés de résistance au cisaillement des discontinuités. Une variabilité verticale peut être matérialisée par une moyenne de la propriété de résistance qui varie en profondeur et dont la prise en compte réduit la variance de cette propriété de résistance. Aussi, la rupture des fondations rocheuses par défaut de résistance au cisaillement des discontinuités est un mécanisme qui mobilise les propriétés ponctuelles de résistance au cisaillement présentes sur cette discontinuité. La résistance au cisaillement mobilisée le long de cette discontinuité présente parfois une variance moins élevée que celle de la résistance ponctuelle au cisaillement (échelle de laboratoire). Ces phénomènes de variabilité spatiale ne sont pas pris en compte dans la justification du comportement en cisaillement des fondations ni dans les travaux de recherches publiées dans la littérature.
L'objectif de la thèse est d'élaborer une démarche d'analyse de la variabilité spatiale de la résistance au cisaillement qui prend en compte cette réduction de la dispersion. Cette démarche a été élaborée dans le contexte de l'état de l'art actuel, avec la combinaison des impératifs suivants :
• La démarche est basée sur une méthodologie expérimentale i)-alternative à l'essai de cisaillement direct (coûteux en temps et en argent) pouvant être relativement simple à mettre en œuvre ii)- qui permet de générer des données quantitatives de cisaillement suffisamment abondantes pour analyser la variabilité spatiale de la résistance au cisaillement.
• Cette démarche a été mise en œuvre au contexte des outils numériques et des méthodes de justification de la résistance à l'effort tranchant d'une fondation rocheuse de barrage-poids.
La méthodologie expérimentale définie dans la thèse a fait l'objet d'une validation par étude comparative avec 35 essais de cisaillement direct sur des joints à différents degrés de rugosité et d’altération, prélevés d'une fondation de barrage-poids en béton.
Il a été développé une démarche d'analyse de la variabilité spatiale de la résistance au cisaillement des joints. Cette démarche repose sur l'utilisation des données géo référencées de paramètres de cisaillement caractérisant la même famille de discontinuité le long d'un forage vertical. Afin de valider la pertinence et l’applicabilité de cette démarche, nous l’avons implémentée dans un cas d'étude de fondation rocheuse de barrage.
A l'aide d'un code de calcul numérique basé sur la méthode des éléments finis, une étude a permis d'illustrer la pertinence de l'analyse de la variabilité spatiale de la résistance au cisaillement des joints dans une étude de stabilité au glissement des fondations rocheuses de barrage. Les résultats montrent que la prise en compte de la variabilité spatiale des paramètres de cisaillement permet d'augmenter la marge de sécurité mesurée à travers une hausse du coefficient de sécurité et une baisse significative de la probabilité de défaillance. // Abstract : Dams induce a potentially significant impact on the environment and society by changing ecosystems, by populations’ relocation upstream and especially by the presence of an imposed risk on populations located downstream. Although dam failures have a low probability, the main cause of accidents, near submersions by unexpected flood has been foundations failures (ICOLD 1993) due to problems of erosion, or insufficient shear strength along the rock discontinuities or the interface between dam and foundation. Among dam failures, 21% are related to lack of shear strength along the discontinuities of the foundations (ICOLD 1995). It is well known that rock, as soil, is a complex engineering material formed y natural process, which induces vertical and horizontal variability. Plus, the sliding process of a rock foundation discontinuity is a mechanism that mobilizes points shear properties of this discontinuity. The variability of shear properties averaged over the sheared discontinuities is less than that of their point shear properties. This is known as the average effect in spatial variability. These phenomena of spatial variability are not taken into account in the standards of stability analysis of dam foundations sliding or research work published in the literature. The aim of the thesis is to develop an analysis of the spatial variability of shear strength that takes into account the reduction of the variability by scaling up effect. This approach was developed in the context of the current state of the art. An experimental method, which aimed to investigate in a simple way the shear strength of joints, was suggested in the thesis and has been validated by comparative study with more than thirty direct shear tests on joints taken from a foundation of concrete gravity dam. It was developed a process to analyze the spatial variability of the shear strength of the joints using the input parameters of the model of Barton and Choubey (1977). This approach is based on the use of geo -referenced data on these parameters characterizing the family of discontinuity along a vertical borehole. To validate the relevance and applicability of this approach, we have implemented it in a case study of a rock dam foundation. Using finite element software, a study illustrates the relevance of the analysis of the spatial variability of the shear strength of the joints in the assessment of stability against rock dam foundations sliding. The results show that taking into account the spatial variability of shear parameters can increase the margin of safety measured through an increase in the safety factor and a significant decrease in the probability of failure.
9
Le, Bourgeois Olivier. "Caractérisation des propriétés hydrodynamiques des sols et de leur variabilité spatiale par modélisation inverse de leur teneur en eau. Application aux sols des Cévennes". Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS139/document.
Texto completo da fonteResumo:
Ce travail de recherche vise à caractériser les propriétés hydrodynamiques des sols des Cévennes, une zone de moyenne montagne du sud de la France connue pour être sujette à des crues à cinétique rapide, appelées « crues éclair ». Il s'agit donc de déterminer les paramètres relatifs à la conductivité hydraulique et à la rétention en eau du modèle de Mualem-van Genuchten, leur variabilité spatiale à l'échelle du versant ou du petit bassin, et les facteurs qui expliquent cette variabilité spatiale. Il s'agit également d'évaluer la perméabilité du sous-sol constitué d'une roche plus ou moins altérée, et d'en déduire des informations sur les processus de saturation des sols pouvant être à l'origine de ruissellement.Les propriétés hydrodynamiques des sols et du sous-sol ont été estimées par modélisation inverse de la teneur en eau sols, à partir d'une station pilote sur le site de Sumène et d'un réseau de 50 stations de mesure répartis sur 4 versants granitiques (site de Valescure) et 2 versants schisteux (site de Tourgueille). La station pilote comprend 3 sondes de mesure installées à 20, 40, 60 cm de profondeur, et les stations installées sur les versants comprennent chacune 2 sondes de mesure installées à des profondeurs variables allant de 15 à 45 cm. Les teneurs en eau du sol ainsi que les précipitations ont été mesurées en continu au pas de temps 15 min sur les différents sites. La procédure de modélisation inverse est basée sur l'algorithme génétique multi-objectif NSGA-II. Cette procédure a été appliquée pour chaque station, en considérant que le sol d'épaisseur variable constitué de la superposition de 2 horizons, surmontant un troisième horizon figurant la roche altérée sous-jacente. Au total, quinze paramètres doivent être calibrés pour chaque station, et sont estimés à partir de périodes sélectionnées correspondant aux épisodes de pluie les plus importants. Les processus d'évapotranspiration ont été considérés comme négligeables au cours de ces épisodes. L'analyse des propriétés de rétention et de conductivité obtenues a mis en évidence la très forte conductivité hydraulique des sols étudiés, de l'ordre de 1000 à 2000 mm/h, et leur faible rétention en eau. Les teneurs en eau à saturation estimées s'échelonnent de 0.30 à 0.60 cm3.cm-3, traduisant une grande hétérogénéité locale. On retrouve cette forte variabilité pour l'estimation des profondeurs de sol qui varient de 31 à 120 cm. Pour l'horizon représentant le sous-sol, les perméabilités sont très contrastées, avec des valeurs de conductivités hydrauliques variant de quelques unités à plus d'une centaine de mm/h. Les stations présentant les sols les moins profondes et des sous-sols moins perméables génèrent des zones saturées qui se développent à la base du profil de sol, comme ça a été observé et simulé lors des épisodes pluvieux les plus intenses. Si les propriétés des sols apparaissent très variables d'une station à une autre et d'un versant à un autre, les résultats n'ont pas montré d'organisation particulière de cette variabilité spatiale. La position de la station sur le versant n'apparaît pas être déterminante pour les porosités, les profondeurs, les perméabilités et les rétentions en eau des sols ; les distributions de ces propriétés, calculées à l'échelle des différents versants, ne semblent pas reliées aux grands traits du paysage : géologie, orientation, végétationThis research work aims to characterize soil hydrodynamic properties of the Cévennes area, a low mountain region known to be prone to flash floods. We thus chose to estimate hydraulic conductivity and water retention properties of the Mualem –van Genuchten model and their spatial variability at the hillslope scale and between multiple hillslope profiles. The objectives are also to evaluate the weathered bedrock permeability, and consequently to enhance our understanding of the soil saturation processes.The soil and bedrock hydrodynamic properties were estimated by inverse modelling of soil moisture from a pilot station and a network of 50 stations distributed on 4 granitic hillslope and 2 schist hillslope. The pilot station was instrumented with 3 soil moisture sensors located at 20, 40 and 60 cm deep whereas the hillslope stations were instrumented with 2 soil moisture sensors located variably from 15 to 45 cm deep. Both soil moisture and precipitation were recorded with a 15 min time step for every station. The inverse modelling procedure is based on the multi-objective genetic algorithm NSGA-II. This procedure was used for every station considering a variably deep soil composed by 2 layers surmounting a 100 cm deep third layer representing the weathered bedrock. Fifteen parameters were calibrated for every station, and were estimated from small selected rainfall periods of 1 to 15 days corresponding to the major rainfall events during the monitoring period. Evapotranspiration has been considered as negligible during those events. The analysis of those retention and conductivity properties shows a very important hydraulic conductivity for the studied soils, ranging from 1000 to 2000 mm/h, and their low retention capacity. The soil saturated water content varies from 0.30 to 0.60 cm3.cm-3, which is a consequence of the important soil heterogeneity at the hillslope scale. We also find that heterogeneity on the estimation of soil depth which varies from 31 to 120 cm. For the weathered bedrock layer, we also found contrasted permeability varying from a few units to a hundred of mm/h. Stations with the shallowest soils and the less permeable bedrock presenting a saturation process at the soil/bedrock contact, as monitored and simulated during the most intense rainfalls. If the estimated soil hydrodynamic properties exhibit important variations at the hillslope scale from a station to another, results showed no specific spatial organization of this variability. The station's position on the hillslope is not decisive to estimate saturated soil moisture, soil depth, soil permeability or water retention capacity. The distribution of those properties, calculated for the 6 studied hillslope is not either correlated to the landscape general characteristic: geology, orientation, land cover
10
Andrieux, Patrick. "Influence de la variabilité spatiale des caractéristiques physiques des sols sur le bilan hydrologique : l'exemple d'un système de sols sur barre prélittorale (Guyane française)". Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20157.
Texto completo da fonteResumo:
Cette these aborde l'etude des determinants du fonctionnement hydrologique d'un interfluve sedimentaire (barre prelittorale) en guyane francaise. L'accent est mis sur les relations existant entre la variabilite spatiale de la recharge de la nappe, des conductivites hydrauliques a saturation et des traits geomorphologiques et pedologiques de la barre etudiee. Dans une premiere etape, des releves des hauteurs piezometriques de la nappe et des mesures de la teneur en eau volumique sont effectuees. L'analyse de la variabilite spatiale des conductivites hydrauliques a saturation montre une forte variance. Dans une seconde etape, on identifie la variabilite spatiale de la recharge de la nappe, a l'aide d'un modele d'ecoulements en zone saturee, des hauteurs piezometriques et des conductivites hydrauliques a saturation mesurees. La modelisation confirme l'hypothese d'isolement hydraulique de la barre et met en evidence le role important de la variabilite spatiale des conductivites sur le regime hydrologique. Etant donne qu'une faible part de la pluie contribue a la recharge de la nappe, l'existence d'un ruissellement important est supposee. Un schema precisant les principaux types de ruissellement sur la barre est propose
Livros sobre o assunto "Variabilité spatiale des sols"
1
Boivin, Pascal. Caractérisation physique des sols sulfatés acides de la vallée de Katouré, Basse Casmance, Sénégal : étude de la variabilité spatiale et relation avec les caractériques pédologiques. Paris: Editions de l'ORSTOM, 1991.
Encontre o texto completo da fonte
2
Maji, A. K. Acid soils of India: Their extent and spatial variability. Nagpur: National Bureau of Soil Survey and Land Use Planning, Indian Council of Agricultural Research, 2012.
Encontre o texto completo da fonte
3
Bowers, Fred Howard. Effects of windthrow on soil properties and spatial variability in southeast Alaska. [Alaska]: United States Dept. of Agriculture, Forest Service, Alaska Region, 1987.
Encontre o texto completo da fonte
4
L, Baehr Arthur, e Geological Survey (U.S.), eds. Estimating spatial variability of recharge in southern New Jersey from unsaturated-zone measurements. West Trenton, N.J: U.S. Dept. of the Interior, U.S. Geological Survey, 2003.
Encontre o texto completo da fonte
5
Sukop, Michael. Retention of pesticides by alluvial soils in western Washington: Experimental variables, relation to soil properties, and spatial variability. Pullman, Wash: State of Washington Water Research Center, Washington State University and the University of Washington, 1989.
Encontre o texto completo da fonte
6
Legros. Cartographie des sols: De l'analyse spatiale à la gestion des territoires. Presses Polytechniques et, 1996.
Encontre o texto completo da fonte
7
Gensheimer, Gregory J. Characterization and spatial variability of a phosphate minesoil in Central Florida. 1985.
Encontre o texto completo da fonte
8
Sukop, Michael. Retention and transport of contaminants in soils: Experimental variables, relation to soil properties, and spatial variability. 1989.
Encontre o texto completo da fonte
9
Perillo, Catherine A. The spatial variability of pesticide transport and its role in computer simulations of pesticide transport. 1991.
Encontre o texto completo da fonte
10
Nielsen, D. R. Soil Spatial Variability: Proceedings of a Workshop of the Isss and the Sssa, Las Vegas, Usa/Pdc296. Center Agricultural Pub & Document, 1985.
Encontre o texto completo da fonteCapítulos de livros sobre o assunto "Variabilité spatiale des sols"
1
Zhang, Jie, Te Xiao, Jian Ji, Peng Zeng e Zijun Cao. "Spatial Variability of Soils". In Geotechnical Reliability Analysis, 173–226. Singapore: Springer Nature Singapore, 2023. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-19-6254-7_5.
Texto completo da fonte
2
Wilding, L. P., e L. R. Drees. "Spatial Variability: A Pedologist's Viewpoint1". In Diversity of Soils in the Tropics, 1–12. Madison, WI, USA: American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, 2015. http://dx.doi.org/10.2134/asaspecpub34.c1.
Texto completo da fonte
3
Rate, Andrew W. "Spatial Variability and Data Analysis in Urban Soils". In Urban Soils, 53–88. Cham: Springer International Publishing, 2022. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-87316-5_3.
Texto completo da fonte
4
Czajka, Michał, Stanisław Podsiadłowski, Alfred Stach e Ryszard Walkowiak. "Spatial Variability of Light Morainic Soils". In Land Degradation and Desertification: Assessment, Mitigation and Remediation, 517–28. Dordrecht: Springer Netherlands, 2010. http://dx.doi.org/10.1007/978-90-481-8657-0_38.
Texto completo da fonte
5
Yost, R. S., X. Wang, R. E. Green, C. Sangchyoswat e C. S. Smith. "Incorporating spatial variability into existing soils databases". In Assessment of Non‐Point Source Pollution in the Vadose Zone, 107–17. Washington, D. C.: American Geophysical Union, 1999. http://dx.doi.org/10.1029/gm108p0107.
Texto completo da fonte
6
Bolle, A. "How to Manage the Spatial Variability of Natural Soils". In Probabilities and Materials, 505–16. Dordrecht: Springer Netherlands, 1994. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-011-1142-3_41.
Texto completo da fonte
7
Nielsen, D. R., P. J. Wierenga e J. W. Biggar. "Spatial Soil Variability and Mass Transfers from Agricultural Soils". In SSSA Special Publications, 65–78. Madison, WI, USA: Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, 2015. http://dx.doi.org/10.2136/sssaspecpub11.c5.
Texto completo da fonte
8
Stauffer, Fritz, e Peter Jussel. "Spatial Variability of Unsaturated Flow Parameters in Fluvial Gravel Deposits". In Field-Scale Water and Solute Flux in Soils, 119–28. Basel: Birkhäuser Basel, 1990. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-0348-9264-3_14.
Texto completo da fonte
9
Hu, J. Z., J. Zhang e H. W. Huang. "Assessment of Site Exploration Program Considering Spatial Variability of Soils". In Proceedings of GeoShanghai 2018 International Conference: Fundamentals of Soil Behaviours, 265–72. Singapore: Springer Singapore, 2018. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-13-0125-4_29.
Texto completo da fonte
10
Kachanoski, R. G., C. Hamlin e I. J. van Wesenbeeck. "Spatial Variability of Water and Solute Flux in a Layered Soil". In Field-Scale Water and Solute Flux in Soils, 31–40. Basel: Birkhäuser Basel, 1990. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-0348-9264-3_6.
Texto completo da fonteTrabalhos de conferências sobre o assunto "Variabilité spatiale des sols"
1
Décatoire, Rodrigue, Thierry Yalamas, Franck Schoefs e Sidi Mohammed Elachachi. "Choix d'un plan d'inspection optimal pour le suivi d'un ouvrage en présence de variabilité spatiale". In Congrès Lambda Mu 20 de Maîtrise des Risques et de Sûreté de Fonctionnement, 11-13 Octobre 2016, Saint Malo, France. IMdR, 2016. http://dx.doi.org/10.4267/2042/61854.
Texto completo da fonte
2
Govindaraju, R. S., e K. V. Nedunuri. "Geostatistical Analysis of TPH Degradation in Field Soils". In ASME 1998 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. American Society of Mechanical Engineers, 1998. http://dx.doi.org/10.1115/imece1998-0988.
Texto completo da fonteResumo:
Abstract Evaluation of remediation strategies in the field is difficult because of the inherent spatial heterogeneity in the hydraulic and chemical properties of the soil. In this study, total petroleum hydrocarbon (TPH) degradation was monitored over a field site with three vegetative treatment plots, and one control plot undergoing natural attenuation. First-order kinetics were assumed applicable at the local scale. The degradation rates and the initial contaminant concentrations were treated as spatially correlated random fields. Our results indicate the importance of spatial variability for an accurate assessment of phytoremediation in the field.
3
Kravtsova, N. E. "SPATIAL VARIABILITY OF INDICATORS OF THE PHOSPHORUS STATE OF CHERNOZEMS OF THE LOWER DON UNDER". In STATE AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF AGRIBUSINESS. DSTU-PRINT, 2020. http://dx.doi.org/10.23947/interagro.2020.1.172-174.
Texto completo da fonteResumo:
The development of measures aimed at the rational use of the phosphate Fund of soils is relevant, especially in the ecological and agrochemical aspect. Studies of spatial variability of indicators of the phosphoric state of ordinary chernozems of the Lower don are carried out. A data Bank of indicators of the phosphorus regime of the studied soils was formed. It was found that high variability in the composition of mineral phosphates is more typical for arable horizons. Down the profile, the variability decreases. The lowest level of natural variability is observed in the AB horizon of the studied soils.
4
Hendrickx, Jan M. H., Brian Borchers, J. Woolslayer, Louis W. Dekker, Coen Ritsema e S. Paton. "Spatial variability of dielectric properties in field soils". In Aerospace/Defense Sensing, Simulation, and Controls, editado por Abinash C. Dubey, James F. Harvey, J. Thomas Broach e Vivian George. SPIE, 2001. http://dx.doi.org/10.1117/12.445491.
Texto completo da fonte
5
Mason, George L., e Christopher Cummins. "Spatial variability of soils in support of countermine operations". In Defense and Security, editado por Russell S. Harmon, J. Thomas Broach e John H. Holloway, Jr. SPIE, 2005. http://dx.doi.org/10.1117/12.604349.
Texto completo da fonte
6
Liu, Yong, Yanan Ding, Guan Chen e Jiang Tao Yi. "Quantitative Risk Assessment on Landslides Considering Spatial Variability of Soils". In Proceedings of the 29th European Safety and Reliability Conference (ESREL). Singapore: Research Publishing Services, 2019. http://dx.doi.org/10.3850/978-981-11-2724-3_1065-cd.
Texto completo da fonte
7
Lu, Guanghui, Qingdong Shi, Xiaoling Pan, Weiqing Li, Xiwu Zhan e Shunli Chang. "Spatial variability of soils in vegetation zone of Fukang oasis". In Optical Science and Technology, SPIE's 48th Annual Meeting. SPIE, 2004. http://dx.doi.org/10.1117/12.511846.
Texto completo da fonte
8
Luo, Zhe, Biao Hu e Youwen Wang. "Excavation-Induced Structural Responses Due to Inherent Spatial Variability of Soils". In Eighth International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering. Reston, VA: American Society of Civil Engineers, 2019. http://dx.doi.org/10.1061/9780784482155.018.
Texto completo da fonte
9
Campello, Izabela Couto, Maria Das Graças Gardoni, Karla Cristina Araujo Pimentel e Andre Assis. "Characterization of Vertical Spatial Variability of Soils Using CPTu Data Exploration". In International Symposium for Geotechnical Safety & Risk. Singapore: Research Publishing Services, 2022. http://dx.doi.org/10.3850/978-981-18-5182-7_00-03-010.xml.
Texto completo da fonte
10
Shen, Guangrong, Jingjing Xu, Zhenhua Qian e Apostolos Sarris. "Spatial variability of trace elements in agricultural soils of Chongming, Shanghai(China)". In 2009 17th International Conference on Geoinformatics. IEEE, 2009. http://dx.doi.org/10.1109/geoinformatics.2009.5293441.
Texto completo da fonteRelatórios de organizações sobre o assunto "Variabilité spatiale des sols"
1
Zhang, Renduo, e David Russo. Scale-dependency and spatial variability of soil hydraulic properties. United States Department of Agriculture, novembro de 2004. http://dx.doi.org/10.32747/2004.7587220.bard.
Texto completo da fonteResumo:
Water resources assessment and protection requires quantitative descriptions of field-scale water flow and contaminant transport through the subsurface, which, in turn, require reliable information about soil hydraulic properties. However, much is still unknown concerning hydraulic properties and flow behavior in heterogeneous soils. Especially, relationships of hydraulic properties changing with measured scales are poorly understood. Soil hydraulic properties are usually measured at a small scale and used for quantifying flow and transport in large scales, which causes misleading results. Therefore, determination of scale-dependent and spatial variability of soil hydraulic properties provides the essential information for quantifying water flow and chemical transport through the subsurface, which are the key processes for detection of potential agricultural/industrial contaminants, reduction of agricultural chemical movement, improvement of soil and water quality, and increase of agricultural productivity. The original research objectives of this project were: 1. to measure soil hydraulic properties at different locations and different scales at large fields; 2. to develop scale-dependent relationships of soil hydraulic properties; and 3. to determine spatial variability and heterogeneity of soil hydraulic properties as a function of measurement scales. The US investigators conducted field and lab experiments to measure soil hydraulic properties at different locations and different scales. Based on the field and lab experiments, a well-structured database of soil physical and hydraulic properties was developed. The database was used to study scale-dependency, spatial variability, and heterogeneity of soil hydraulic properties. An improved method was developed for calculating hydraulic properties based on infiltration data from the disc infiltrometer. Compared with the other methods, the proposed method provided more accurate and stable estimations of the hydraulic conductivity and macroscopic capillary length, using infiltration data collected atshort experiment periods. We also developed scale-dependent relationships of soil hydraulic properties using the fractal and geostatistical characterization. The research effort of the Israeli research team concentrates on tasks along the second objective. The main accomplishment of this effort is that we succeed to derive first-order, upscaled (block effective) conductivity tensor, K'ᵢⱼ, and time-dependent dispersion tensor, D'ᵢⱼ, i,j=1,2,3, for steady-state flow in three-dimensional, partially saturated, heterogeneous formations, for length-scales comparable with those of the formation heterogeneity. Numerical simulations designed to test the applicability of the upscaling methodology to more general situations involving complex, transient flow regimes originating from periodic rain/irrigation events and water uptake by plant roots suggested that even in this complicated case, the upscaling methodology essentially compensated for the loss of sub-grid-scale variations of the velocity field caused by coarse discretization of the flow domain. These results have significant implications with respect to the development of field-scale solute transport models capable of simulating complex real-world scenarios in the subsurface, and, in turn, are essential for the assessment of the threat posed by contamination from agricultural and/or industrial sources.
2
Jury, William A., e David Russo. Characterization of Field-Scale Solute Transport in Spatially Variable Unsaturated Field Soils. United States Department of Agriculture, janeiro de 1994. http://dx.doi.org/10.32747/1994.7568772.bard.
Texto completo da fonteResumo:
This report describes activity conducted in several lines of research associated with field-scale water and solute processes. A major effort was put forth developing a stochastic continuum analysis for an important class of problems involving flow of reactive and non reactive chemicals under steady unsaturated flow. The field-scale velocity covariance tensor has been derived from local soil properties and their variability, producing a large-scale description of the medium that embodies all of the local variability in a statistical sense. Special cases of anisotropic medium properties not aligned along the flow direction of spatially variable solute sorption were analysed in detail, revealing a dependence of solute spreading on subtle features of the variability of the medium, such as cross-correlations between sorption and conductivity. A novel method was developed and tested for measuring hydraulic conductivity at the scale of observation through the interpretation of a solute transport outflow curve as a stochastic-convective process. This undertaking provided a host of new K(q) relationships for existing solute experiments and also laid the foundation for future work developing a self-consistent description of flow and transport under these conditions. Numerical codes were developed for calculating K(q) functions for a variety of solute pulse outflow shapes, including lognormal, Fickian, Mobile-Immobile water, and bimodal. Testing of this new approach against conventional methodology was mixed, and agreed most closely when the assumptions of the new method were met. We conclude that this procedure offers a valuable alternative to conventional methods of measuring K(q), particularly when the application of the method is at a scale (e.g. and agricultural field) that is large compared to the common scale at which conventional K(q) devices operate. The same problem was approached from a numerical perspective, by studying the feasibility of inverting a solute outflow signal to yield the hydraulic parameters of the medium that housed the experiment. We found that the inverse problem was solvable under certain conditions, depending on the amount of noise in the signal and the degree of heterogeneity in the medium. A realistic three dimensional model of transient water and solute movement in a heterogeneous medium that contains plant roots was developed and tested. The approach taken was to generate a single realization of this complex flow event, and examine the results to see whether features were present that might be overlooked in less sophisticated model efforts. One such feature revealed is transverse dispersion, which is a critically important component in the development of macrodispersion in the longitudinal direction. The lateral mixing that was observed greatly exceeded that predicted from simpler approaches, suggesting that at least part of the important physics of the mixing process is embedded in the complexity of three dimensional flow. Another important finding was the observation that variability can produce a pseudo-kinetic behavior for solute adsorption, even when the local models used are equilibrium.
3
Workman, Austin, e Jay Clausen. Meteorological property and temporal variable effect on spatial semivariance of infrared thermography of soil surfaces for detection of foreign objects. Engineer Research and Development Center (U.S.), junho de 2021. http://dx.doi.org/10.21079/11681/41024.
Texto completo da fonteResumo:
The environmental phenomenological properties responsible for the thermal variability evident in the use of thermal infrared (IR) sensor systems is not well understood. The research objective of this work is to understand the environmental and climatological properties contributing to the temporal and spatial thermal variance of soils. We recorded thermal images of surface temperature of soil as well as several meteorological properties such as weather condition and solar irradiance of loamy soil located at the Cold Regions Research and Engineering Lab (CRREL) facility. We assessed sensor performance by analyzing how recorded meteorological properties affected the spatial structure by observing statistical differences in spatial autocorrelation and dependence parameter estimates.
4
Russo, David, e William A. Jury. Characterization of Preferential Flow in Spatially Variable Unsaturated Field Soils. United States Department of Agriculture, outubro de 2001. http://dx.doi.org/10.32747/2001.7580681.bard.
Texto completo da fonteResumo:
Preferential flow appears to be the rule rather than the exception in field soils and should be considered in the quantitative description of solute transport in the unsaturated zone of heterogeneous formations on the field scale. This study focused on both experimental monitoring and computer simulations to identify important features of preferential flow in the natural environment. The specific objectives of this research were: (1) To conduct dye tracing and multiple tracer experiments on undisturbed field plots to reveal information about the flow velocity, spatial prevalence, and time evolution of a preferential flow event; (2) To conduct numerical experiments to determine (i) whether preferential flow observations are consistent with the Richards flow equation; and (ii) whether volume averaging over a domain experiencing preferential flow is possible; (3) To develop a stochastic or a transfer function model that incorporates preferential flow. Regarding our field work, we succeeded to develop a new method for detecting flow patterns faithfully representing the movement of water flow paths in structured and non-structured soils. The method which is based on application of ammonium carbonate was tested in a laboratory study. Its use to detect preferential flow was also illustrated in a field experiment. It was shown that ammonium carbonate is a more conservative tracer of the water front than the popular Brilliant Blue. In our detailed field experiments we also succeeded to document the occurrence of preferential flow during soil water redistribution following the cessation of precipitation in several structureless field soils. Symptoms of the unstable flow observed included vertical fingers 20 - 60 cm wide, isolated patches, and highly concentrated areas of the tracers in the transmission zone. Soil moisture and tracer measurements revealed that the redistribution flow became fingered following a reversal of matric potential gradient within the wetted area. Regarding our simulation work, we succeeded to develop, implement and test a finite- difference, numerical scheme for solving the equations governing flow and transport in three-dimensional, heterogeneous, bimodal, flow domains with highly contrasting soil materials. Results of our simulations demonstrated that under steady-state flow conditions, the embedded clay lenses (with very low conductivity) in bimodal formations may induce preferential flow, and, consequently, may enhance considerably both the solute spreading and the skewing of the solute breakthrough curves. On the other hand, under transient flow conditions associated with substantial redistribution periods with diminishing water saturation, the effect of the embedded clay lenses on the flow and the transport might diminish substantially. Regarding our stochastic modeling effort, we succeeded to develop a theoretical framework for flow and transport in bimodal, heterogeneous, unsaturated formations, based on a stochastic continuum presentation of the flow and a general Lagrangian description of the transport. Results of our analysis show that, generally, a bimodal distribution of the formation properties, characterized by a relatively complex spatial correlation structure, contributes to the variability in water velocity and, consequently, may considerably enhance solute spreading. This applies especially in formations in which: (i) the correlation length scales and the variances of the soil properties associated with the embedded soil are much larger than those of the background soil; (ii) the contrast between mean properties of the two subdomains is large; (iii) mean water saturation is relatively small; and (iv) the volume fraction of the flow domain occupied by the embedded soil is relatively large.
5
Shmulevich, Itzhak, Shrini Upadhyaya, Dror Rubinstein, Zvika Asaf e Jeffrey P. Mitchell. Developing Simulation Tool for the Prediction of Cohesive Behavior Agricultural Materials Using Discrete Element Modeling. United States Department of Agriculture, outubro de 2011. http://dx.doi.org/10.32747/2011.7697108.bard.
Texto completo da fonteResumo:
The underlying similarity between soils, grains, fertilizers, concentrated animal feed, pellets, and mixtures is that they are all granular materials used in agriculture. Modeling such materials is a complex process due to the spatial variability of such media, the origin of the material (natural or biological), the nonlinearity of these materials, the contact phenomenon and flow that occur at the interface zone and between these granular materials, as well as the dynamic effect of the interaction process. The lack of a tool for studying such materials has limited the understanding of the phenomena relevant to them, which in turn has led to energy loss and poor quality products. The objective of this study was to develop a reliable prediction simulation tool for cohesive agricultural particle materials using Discrete Element Modeling (DEM). The specific objectives of this study were (1) to develop and verify a 3D cohesionless agricultural soil-tillage tool interaction model that enables the prediction of displacement and flow in the soil media, as well as forces acting on various tillage tools, using the discrete element method; (2) to develop a micro model for the DEM formulation by creating a cohesive contact model based on liquid bridge forces for various agriculture materials; (3) to extend the model to include both plastic and cohesive behavior of various materials, such as grain and soil structures (e.g., compaction level), textures (e.g., clay, loam, several grains), and moisture contents; (4) to develop a method to obtain the parameters for the cohesion contact model to represent specific materials. A DEM model was developed that can represent both plastic and cohesive behavior of soil. Soil cohesive behavior was achieved by considering tensile force between elements. The developed DEM model well represented the effect of wedge shape on soil behavior and reaction force. Laboratory test results showed that wedge penetration resistance in highly compacted soil was two times greater than that in low compacted soil, whereas DEM simulation with parameters obtained from the test of low compacted soil could not simply be extended to that of high compacted soil. The modified model took into account soil failure strength that could be changed with soil compaction. A three dimensional representation composed of normal displacement, shear failure strength and tensile failure strength was proposed to design mechanical properties between elements. The model based on the liquid bridge theory. An inter particle tension force measurement tool was developed and calibrated A comprehensive study of the parameters of the contact model for the DEM taking into account the cohesive/water-bridge was performed on various agricultural grains using this measurement tool. The modified DEM model was compared and validated against the test results. With the newly developed model and procedure for determination of DEM parameters, we could reproduce the high compacted soil behavior and reaction forces both qualitatively and quantitatively for the soil conditions and wedge shapes used in this study. Moreover, the effect of wedge shape on soil behavior and reaction force was well represented with the same parameters. During the research we made use of the commercial PFC3D to analyze soil tillage implements. An investigation was made of three different head drillers. A comparison of three commonly used soil tillage systems was completed, such as moldboard plow, disc plow and chisel plow. It can be concluded that the soil condition after plowing by the specific implement can be predicted by the DEM model. The chisel plow is the most economic tool for increasing soil porosity. The moldboard is the best tool for soil manipulation. It can be concluded that the discrete element simulation can be used as a reliable engineering tool for soil-implement interaction quantitatively and qualitatively.