Effet d’un amendem.ent organique sur...
Effet d’un amendem.ent
organique sur l’infiltration,
les coefficients de transferts
hydriques, et l’évaporation
d’un sol sableux dégradé
du Nord-Sénégal
RÉSIJMÉ
iotalement d@radés du Nord-S&@a1
par amendement orgunique, on a pu obseroer de très forts contrastes de cinétique
d’hnmectation
du sol en saison des pluies R partir de mesures de profils hydriques effectukv par humidimétrie neutronique
sous culture d’arachide sur le traitement avec apport de matière organique et sur ttkoin.
I)QI:X [yes d>xpérimentations
ont été efèctués pour déterminer si cet e$et provenait diLne modijcation
des
propriétt;s de rétention et de conductivité hydrique du sol par la matière organique :
- E,‘ssais de caractdrisation
jdro@namiques classiques, par injîltration sous charge constante suioie de drainage
intwne. Aucun effet ,sign$catif n’a pu Gtre obtenu ni sur les paramètres des lois di’njîltrution,
ni sur les relations
c’clrtlCt~ri.~tiqUes
K(O) et h(O).
E II outre, CQS essais mettent en évidence une très forte &ystér&is de succion qui montre
clairement fa di@xlté d’utikr une tourbe de drainage obtenue en laborutoire pour caractériser un comportement
de terrain.

- .$rriri du !‘éraporation
sur sol nu immédiatement aprks semis. Là encore les r&ultuts obtenus sur le témoin
c’t sur l’cwai. ne conduisent à aucune diffkkenciation.
Ces essais permettent en outre depro/)oser une loi de paramétrisati.on
simplt~ liant I’4vaporation à la teneur en eau du sol.
On monfrr, daQs un autre article publié pur ailleurs sur l’uspect agronomique de l’expérimentation, que les c#ets
constat& s %spliqrwnt essentie!Element par une très forte différence de colonisation a’u sol par le système racinaire des
c.ultures titudiées.

MOTS-cr.hs : ,4mendement organique - Sol >ableux - Sénégal - Infiltration - Evaporation - Caractérisation
hydrod\\ namique - Succion - Conductivité hydraulique - HunGdimétrie neutronique.
,hTRA(:‘t
b;FFECT OF ORCANIC ENRICHMENT ON INFILTRATION, SOIL WATER TRANSFER COEFFICIENTS AND EVAPORATION OF A
I)E(;RAI>ED SANDY SOIL OF NORTHERN SENEGAL
In the course of a long term agronomie experiment,
dealing with the study of rehabilitation
of degrad,?d San3
soil.9 of krthwn-.%negal hi, organic enrichment.
rer,y high contrusts were observed in terms of wetting front penetration
_
.
into thr soi1 drtring the trop .sww~n.
In 1983, for a groundnut
trop, despite a rery low ruinfall (165 mm), it was
tleur from rcater content projîle m,ea.surements
tah.en zcith a neutron moisture meter both on control and treatment,
wilh 3 wpetitions each time. that the wtting front was quicklv reaching the depth of 4 m on the control, but retnaining
in ihe mot zone. abore 2 m on the treutment.

I 1) /nstitur S4m~gulai.s dr Recherches .4gricoles CNRA, B.P. 53. Brtmbey, Sén&zl.
12) Instifrct de Mécanique de Grenoble, I.aborntoirv AssociB ou CNRS, B.P. 68, 38402 Saint-Martin-d’Hères

Cedex. France.
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1
12. CL%E. C. VACHAUD
Two series of experiments were therefore made toi a’etermine whether or net this result was induced by the e$kt
of organic matter on the water holding capacity and ;thze hydraulic conductivity of the Sand.
1 - First an hydrodynamic characterization, wit! elassical methodology : constant head infiltration followed b>
interna1 drainage. No signi@ant effect was observe’d on :!he parameters of the infiltration Iaw, nor on the relationships
K(B) and h(0). Furthermore a strong hysteresis tuas okined
for the soi1 suction relationship, indicating clear$ tha

danger of using a drainage curae obtained under lab&torv conditions. starting from fttll saturation, to describe jîeld
behavior.
1
.
2 - Second the measurement of daily values of evfporation immediately after sowing, and jor a period of 18 days.
The results obtained on the control and on the treatmlznt. with each time 3 repetitions of da$ measurements of soi1
water content projiles, show no signifcant diYerences/czs long as the trop development is limtted. From the ana?+sis

of the data, a simple mode1 is suggested relating eoa
to the water content of the Upper soi1 layer.
In another pape’, related more specifically to
aspect of the experiment, an explanation of the
observation made initially is given in term of mot
It is shown that the root development as well as the root
mass are very signi&antly improved by application,
matter, and consequently the water and nutrient uptahe
by the plant highly increased.
This study was supported by a Technical Assista~nce Gontract between the International Atomic Energy Agency
and the Government of Senegal (Institut Sénégalais de Recherches ‘4gricoles).
KEY WORDS : Organic Amendment - Sandy Soi1 - jenegal - Infiltration - Evaporation - Soi1 Water Suction -
Soi1 Hydraulic Conductivity - Neutron Probe.
1. INTRODUCTION
A l’occasion d’un essai agronomique de longue; à.uree meni: à Thilmakha, en zone Centre-Nord du Sénégal,
et portant sur l’étude des possibilités d’améliorer le n~iueau de fertilité d’un sol dégradé par le labour, la fertilisation
minérale, l’amendement calcique et/ou organique, or:Ea pu observer des différences de comportement très marquées
entre traitements aussi bien au niveau de la prod&on végétale qu’à celui des transferts dans le sol. On a ainsi
montré que malgré une faible pluviométrie utile (robins de 200 mm), de fortes pertes en drainage (jusqu’à 40 %
de la pluie) pouvaient être mesurées sur les traiten~mnts sans apport de matière organique, alors que ces pertes
étaient milles pour les mêmes cultures dans le cas bontraire.
Nous avons donc été amenés à effectuer des es‘la,.s de caractérisation des propriétés hydrodynamiques du sol,
en fonction des traitements imposés, afin de déterniiner
si l’amendement organique pouvait ou non modifier les
E
propriétés de rétention et de conductivité hydriquc!du sol, et d’évaluer la possibilité de caractériser les pertes en
drainage par application de la loi de Darcy.
Cet article ne concerne que cet aspect de l’expc~rimentation
qui a comporté par ailleurs un suivi agronomique
détaillé, et une caractérisation des bilans hydriques jet minéraux d’une succession culturale : arachide-mil-arachide
(CISSE, 1986).
I
Ce!te étude a été effectuée dans le cadre d?un icorrtrat d’Assistance Technique entre l“4gence Internationale
pour 1’Errergie Atomique et l’Institut Sénégalais dei Recherches .$gricoles (Convention SEN!5/017).
I
2. PRÉSENTATION DE: L?<XPÉRIMENTATIO/N
/
.
L’expérimentation globalt: concerne l’étude des ibdans de production, de consommation et des pertes hydriques
et minérales dans un dispositif agronomique implantt, : depuis 1972 sur un sol dunaire représentatif des sols dégradt%
de la zone soudano-sahélienne, avec rotation arachi,le-mil.
Elle est implantee à Thilmakha, 60 km au nord-est de
Bambey, et est décrite en détail par L. CISSE,
198j6.
En fonction des résultats globaux (portant smj le,,c rendements annuels) obtenus depuis la mise en place de
l’expérimentation, seuls les deux extrêmes d’une série ,de 8 traitements
ont &é retenus pour faire l’objet d’un suivi
détaille relatif aux transferts d’eau et d’éléments minéraux dans le sol :
- le témoin TO, avec labour et apport de fumurei minérale forte
- le traitement Tl, avec en plus apport d7amendthnent
organique sous forme d’épandage de 10 t/ha de fumier
tous les 2 ans.
1 6
Ifydrol. continmt., vol. 2, no 1. 1987 : 15-211

d’un amendement organiyw sur I’injïltration
d’un sol sableux dégradé du Nord-Sén&al
1.1. DESCRIPTIF DE~ MESURES
I,e suivi hydrique détaillé a début6 en 1983, et ne concernait que l’arachide. Pour chacun des 2 traitements
on disposait (à raison de 5 répétitions), d’un tube d’accès pour humidimètre neutronique implanté jusqu’à la
profondeur de 4 m.
Les premières séries de mesures ont permis de mettre en évidence des différences considérables au niveau de
la cinétique de pénétration du front d’hamectation de la pluie, et des profils hydriques (fig. 1 et 2) sur les traitements.
Sans apport de matière organique, le front d’hurnectation atteignait ainsi la dernière cote de mesure (3,7 m) fin
wptembw, alors que sur TI, aucune variation d’humidité n’était mesurable au-delà de 2 m.
.“,,1.
I
le?
mn:
2PO
3 p o
Zf m l
AMIlOt 1983
Fig. 2 - Profils hydriques des mesures
à des dates caractéristiques
durant le cycle de culture 1983
/i---
Fig. I - C:inétique comparée de pénétraCon
du front
d’humwtation
sur traitement avec
ou sans apport de matière organique
L’étude détaili6e de la variabilité des teneurs en eau a d’autre part montrt: que leur écart-type spatial était
voisin de + 0 , 0 0 5 m3/m3, aoit du même ordre que l’incertitude de la mesure neutronique (VAIJCLIN et al.. 1983),
et yue le? Gformations obtenues en n’instrumentant que 3 blocs seraient analogues à celles données par les 5 blocs.
ilprk un suivi détaillé de bilan hydriquc concernant les 2 cultures en 1984, et reposant sur l’utilisation
d’humidirnètre
neutronique et de tensiomètres
à raison de 3 répétitions par traitement, selon une procédure décrite
1 7
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par CISSE-VACIIAITD,
1988, ~II i;‘cst consacr6 duran
1 saison sbch~ et au d61m1 de la saison des pluies 1985 à deux
types d’expérimentations qui font l’objet de cet a
ide :
. d’une part, on a effectui’ en janvier-mars 1’
i deux essais de caractbrisation hydrodynamique (infiltration
puis drainage interne) sur II~I~ parcelle t6moin (10
:I sur uncb parwllc ares ainendtn~ent organique (Il).
. d’autre part en juillet 1985, juste au momen
Il e’; plules, et dans le hn~ dr caractkriscr en dCtail les proceww
d’infiltration des prcmi+res pluies et d’évaporation
I début de cvc*kl on a conduit IIIIC cspkimentation
trb fine
sur chacun des 2 traitement+ TO et Tl sem6s en
il. On a implantd sur irais ripbtition+ de chaque traitement
des tensiomètres aux cotes O?l et 1),2 ni au voisill
r de chacun des tuhçs d’acck pour sonde neutron et l’on a
suivi &II~ fois par jour (matin et soir) l’évolution
:s rll~sl~r~s tcnsiométriques CI çcllc des profils hydriques d a n s
t e premier mètre.
1,‘analyse de ces deux essais a naturellement i té rffectube dani; le but dr wcherchcr si la prbwnre de matiGre
organique pouvait) cu l’ahsellce dr végétation, inc3u rc des diff~rc~nws sur Ici; param@tres dr transferts h~driqws
II
du 501.
C’est un sol sablrux (ferrugineux tropical peu
;siv&) do111 l a gr;lnulotnbtrit, est estrêmrment homog2*nr (dans
l’espace, et avec la profondeur). Les kchantillons
élcvbs lors 11~ la mise cu place dei; IIXIW~ d’accès rondui+ent
:III~ valeurs reportCes tahlaan I, toutes profonden
et tous hlws rbunis par t rail emcnt.
TO
Tl
(témoin)
Argile 4 lime
7.6 i 0.6
(< 2 0 G)
Sable f i n
(20-100 P)
1.5 i 0.:
Sah 1 c moyen
tq.‘< J 3.1
(100-200 !A)
Sable qrossit
29.2 + - 3.4
(’ 200 u)
La masse volumiquc de sol (mesuri:e au rylii
'rj est de 1 ,A5 (+ 0.15) T/III:+ dans I’llorizon O-O,1 ni? Imis
CEP 1,s (.+ 0,lS) T/nr” jusqu’à 1,s m.
-
Les caractéristiques F>hysicochirniques analysC,
(et qui sont pr6scuti:es par (bsse, 198Gt montrent que l’apport
de fumier n’a d’influenw (dans le sens d’un acrrc
cment) que sur la tctlc-ur des hases khangeables (Ca, ?Ig et
K) et sur celles de la matibre organique dans l’ht
ii:on O-O,1 n i .
La caractérisation finr du statut organiqw du
montre que la différence essentielle cntrc les deux traitements
concerne la répartition des difkentes formes d’az
! présrutes tlaus l’horizon O-O,1 m. Ilans cette couche de kol,
la fraction N-aminC est de 66 ppm sur Tl et de
1 ppm sur TO. C?es~ IP risultat le plua discriminant.
3 . DF;TISRMINAT10N I)FS CARACTÉRlST[~ II!I1 E:S HYI)ROD‘uNAMIQUE:S DLJ S O I ,
/
Les deux essais (riotj:s respectivement 10 et 1 l!) %de dCtermination des relations K(e), h(e) entre conductivit6
hydraulique, pression, et tciwur cn eau ont btk ef-tfiC .ubs selon Ic protocok dkrit par G. 1-tcear n et ni. (1978).
(:harun des deux silrs comporte un tube d’awbs 1” hur hnmidim~trr neutrotliquc jrrsqtl’à 1 m de profondeur, et
10 tensiombtres à rnercuw iniplari tCs
leiu
aux profond
1’s de 0,I ; 0,2 ; 0,s ; 0,2 ; 0,s ; 0,7 ; 0,‘) ; 1,l ; 1,s çt 1,5 111.
(:haquc essai crmrportr thx phases : inJiltrcr
71 tf’wlr S~IS charge ronstantr (0,01 ni). ai cc infiltrom~trc à
2 anneaux, dc diarnètrcs rcspwtifs 0,s et I m1 et
ntrôle du vol~~rr~c~ infiltr6 par 11n dispotiitif de Mariottr (dan>
18

.Y”& d’un umrndrmrnt
organique sur l’infiltration d’un sol sablelrx dégradé du Nord-Sén&al
Iw deux cas la lame d’eau totale infiltrée est de
mm), puis redistribution pur drainage irzterne, avec couverture
de la surface du sol par une feuille de plastique couverte de paillage, et suivi de l’évolution des profils hydriques
et tensiométriques pendant 2 semaines.
Afin d’obtenir avec une bonne prjécision la teneur en eau de la couche superficielle de sol, on a lors de
cbhaquc mesure effectué des prélèvements à la tarière dans les horizons O-O,1 et O,l-0,2 m, avec duplication
et calcul de la teneur en eau volumique en utilisant une masse volumique de 1,45 T/m3, et 1,50 T/m3
respectivement.
On doit noter qu’en liaison avec les résultats reportés figures 1 et 2, les profils hydriques mesurés en saison
+che sur le traitement Tl SO~I toujours légèrement plus secs que pour TO (tabl. II).
Cette différence se retrouv-e au niveau des essais 10 et II (fig. 3) ;ce sera là, du point de vue hydrodynamique,
la seule différence marquante.
TaBLEAU
11
Profil de teneur en eau en lin de saison sbche
-~-r-------Ï7
IT ranchr s
o
l

1
Par~rl$~3T0 1 Par;e;QTl I
m
I
I-
I
I
I
0 - 0 . 5
I 0.015 + 0.009
I- 0.009 5 0.005
1
I
c.s-1
I 0.033 +_ 0.003
I 0.023 + 0.003
I
I
1 -1.5
I
0.043 5 0.004
I
0.025 : o.ccl2
I
I
rj -2.0
I 0.047 + 0.025
I 0.030 + 0.004
I
/
Z-O-2.5
I 0.040 t 0.004
I 0.037 _f 0.002
/
Fig. 3 - Profils trydriqaes en drainage interne sur les essais 10 ct Il
I(vdrol. contiwnt.. ~1. 2. no 1. 1987 : 15.28
19
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Compte tenu des variations relativement faibks de la teneur en eau avec la profondeur,. on peut, dans chaque
cas, raisonnablement admettre l’hypothèse d’un f~rccfil hydriqne initial uniforme.
3.1. .ANAI,YSE DES ESSAIS U’JNFILTRATION
Cette analyse ne porte clue sur le volume infil IL- é. On sait en effet qu’il eet vain d’effectuer durant cette phase
une etude détaillée de l’évolution des profils d’hc
idite compte tenu de I’impreeision de la mwure neutronique
lors de la présence d’un front d’humectatiou dan
la sphère d’influente.
L’évolution de la lame d’eau cumulCe inliltrc
dans l’anneau intérieur est report& fig. -%a pour chacun des
2 essais.
Les conditions d’expérimentation (,profii hydrliq III~ initial uniforme, charge constante) correspondent à celles
fixées pour obtenir la solution de PHILIP (IW?)
li
I
:: St I!L> + ijt
(i)
Les deux paramettes intervenant dans cette i
ration, à savoir la sorptivitb S earacti’risant l’absorption d’eau
par capillarité et le parambtre de gravite A. ont
onc et6 déterminés par la recherche classique de correlation
linéaire entre l/z/l et fi rckltant de l’écriture 1
l’équation (4,) sous la forme I/fi = S + A 6 (5) (fig. lb) :
20
Fhdrol. continent.. vol. 2, no 1. 1987 : 15-28

L’or~ obtient pour chacun des deux essais les valeurs suivantes :
i-2
1(,,,,,,>~) h(mn~ln~in)
0.95
8.21
2.26
0.89
9.19
2.47
Aucune différence significative ne peut être trouvée entre les valeurs de sorptivilé et du parametre A obtenues
8ur les 2 essais.
Faute de méthode plus précise, on ne pent qu’obtenir une estimation de la conductivité hydraulique à saturation
KS en utilisant la Sgle généralement admise (YOIJNGS 1968) :
2/3 KS < A ( KS
(5)
ce qui conduit à une fourchette de valeurs Ks = 140 n 210 mm& pour une teneur en eau à « saturation )> de
0,255 + 0,015 m3/1m3.
-
Une tentative ayant pour but d’ombtenir une mrilleure approximation de KS à partir d’un régime permanent
tle plus longue durk (6 h d’infiltration) n’a pas conduit à des valeurs de résultats interprktables du fait d’une
prkdominancc: des transferts latéraux.
3.2. ,4Nkt,~sE: I)I‘ DRAINAGE GRAVIT.4IRLE - RELATION K(O>
On trouvera aussi fig. 3 l’évolution des profils d’humidité mesurés, pour chacun des deux essais durant la phase
de redislribution. Toutes les mewres n’ont pas été reportées. On dispose en fait pour chaque essai de plus de 30 profils
répartis globalement de la façon suivamte :
5 profils durant la ire heure suivant la disparition de la lame d’eau
1; mis I profil toutes les heures pendant les six heures suivantes
- puis 2 profils par j our pendant 3 jours et enfin 1 profil par jour jusqu’à la fin de l’essai (356 h aprés la
disparition de la lame).
On notera dam les deux cas la trk grande uniformité des profils hydriques mesurés. L’évolution des mesnres
wt analogue ; la seule différent notalble est liée à une cinétique plus rapide du front d’humectation sur 10, ce
qui ~‘expliqw simplement par la phls forte humidité initiale.
Noirs 11c reviendrons pas hur la méthode de calcul de la relation K(8) qui a fait l’objet d’exposés détaillés
dan% deux arlictes précédents (VACHAUD, DANCETTE et al. 1978; VACHAUD, VAUCIJN, COLOMBANI, 3981).
Notons Gmplement que le calcul de l’évolution dans le temps du flux hydrique à une cote z a été fait par
urw mélllodr verni-arlalyticlue présentée dans l’article de 1981, cit6 ci-dessus. Cette mélhode repose sur l’identification
de la variation du stock hydrique entre la surface du sol et la cote considérée par une relation de type :
S z (t) = a + b lnt
(6)
(*e qui doms immédiatement pour les, conditions d’essais :
q(z,t) = $ = -;
La conductivité ti correspondant à la teneur en eau 0 mesurée à z et t est donnée par K = - q/dH/dz (7), le
dénominateur étant Gmplement la pente des profils de charge hydraulique (fig. 5) à z et t.
On trouvera fig. 6 tous Ies points de mesures obtenus pour ces deux essais aux cotes 0,5, 1, 1,s et 2 m.
f,‘homogdnéité du sol est telle qu’il n’est pas possible de séparer les horizons. Les traitements ne dorment aucune
tliff&ence significative.
Si le gradient de charge hydraulique à une cote &ait constant dans le temps, il devrait découler de l’expression (6)
me relation K(6) de type exponentiel. Les profils de charge hydraulique montrent clairement que, pendant la phase
de drainage, dIl/dz varie entrr - 1 ‘et - 0,7 pour z > 0,5 m. De ce fait la meilleure estimation fonctionrlelle
pour la relation K(6) (fig. 6) 1 ts t une ioi en puissance de type
K(8) = a.8 b
(8)
avec a - 2,lO 5 ; h = 5,352 ; K en mm/h et un coeffkient de corrélation de 0,9885.
?Iydrol. c o n t i n e n t . . r d . 2 . nu 1. I987: 15211
21
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1.. CL%E, G. VACHAUD
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-
E’ig. 5 - Profil de charge hydrjatjlique en drainage interne sur l’essai 10
1:) <
-
K .M*I/H
.
1.0
Fig. 6 - Relation K(0) ohtenoe sur Ibs 2 essais 10 et Il pour diff&cr~tes profondeurs
2 2

f,‘af,plication de cette caractérisation à la détermination des bilans hydriques fait 1”objet d’une autre publication
(&SE-i’ 4CtlACJD,
1987).
3.3. ~ÉTI~RMINATIoN
DES COURBES DE RÉTENTION h(8)
.1ucune difference spécifique n’étant discernable, au niveau du coefficient de conductivité K, entre les deux
~raitrmrwts, IKW~ avons tenté de rechercher si, au niveau de la retention d’eau, l’apport de matière organique pouvait
avoir ut1 effet significatif, au moins pour l’horizon de surface. Les mesures obtenues pendant les essais de
caractkrisation permettent de repondre facilement à cette question, puisque l’on peut carreler à chaque niveau
z la valeur de la pression intrrstitielle h (déduite de la charge hydraulique H mesurCe au tensiometre) à la teneur
en eau 8 deterrninke au même instant.
,Afirr de minimiser l’influence d’erreurs de mesure trop importantes deux contraintes ont ét6 imposées :
- dans les horizons O-O,1 m et O,l-0,2 m les teneurs en eau sont obtenues par prélèvement d’échantillons,
rt non par l’humidimètre neutronique.
- toutes les valeurs de teneur en eau correspondant au temps de passage du front d’infiltration à la cote dc
mesure ne sont pas prises en compte.
On a reporté fig. 7a tous IPS couples de points (h, CI) obtenus durant les 2 essais pour les deux niveaux O-O.1 111
1-1 0, I-0:” III. Clairement aucun effet significatif de retention supplCmentaire d’eau ne peut être attribué à la présence
tic ntatiPre organique. La courbe obtenue en lissant toutes ces valeurs - caractérisée par la suite par le symbole (11) -
c-orrf~aporld
à la courbe de drainage partant de l’état de saturation (0s - 0,26 m:l/m3).
Fig.
-i - ;a : Relation h(0) 1r1esur6e ,w 10 et II à 0,l et 0,2 OI prndant le drainage internt.; 7h et 7~ : Relations h(O)
rnesuréw dans 115 urênies concliti0ns sur Il (71)) et 10 iic) pour % > 0.3 *n
23
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L. CISSE. G. VACHA UD
-
---_
L’analyse des résultats est plus complexe aux a&cs profondeurs, car d’après Ies profils hydriques donnés fig. 3,
les différentes sections de mesure sont soumises dalis une premibre phase à 1111 processus d’infiltration, puis à un
ressuyage (VACHAUD, THONY, 1970) ; de plus la valekde la teneur en eau maximum atteinte à la fin de l’infiltration
décroîf lorsque z augmente, et n’es1 pas la même (à’un niveau donné) dans les 2 essais (cette dernière observation
étant simplement liée à la différence d’humidité dei départ).
Il faut dès lors prendre en compte le ph~nornlln~~ d’hystérésis et considCrrr, à chaque niveau, une courbe de
drainage secondaire dont la forme dépend de la vaie,w de 8 max. On trouvera fig.
71~ et 7c le réseau de courbes
obtenues pour chacun des dellx essais. Dans un but’ de clarté nous avons regroupé les sections pour lesquelles les
valeurs de 8 max sont trbs voisines. Il est clair que pour ce sol les phénomènes d’hystérésis sont très importants.
De plus les courbes issues de la même valeur de 8 max (par exemple z = 0,s m, fig. 713 rt z = 0,7 m, fig. 7c ou
z = 0,9 m-J,1 m, fig. 7b et z = 1,3-1,s m, fig. 7c)! se superposent parfaitement.
Y
Afin de mieux préciser la nature et l’import.ance de cette hystérésis en condition naturelle nous avons ronsidérb
toutes les autres mesures de teneur en eau et de pr’zssion obtenues SOIE cultures en 1984 et 1985 sur chacun des
12 sites de mesure en phase d’humectation du ;Sol correspondant aux plilies d’hivernage (en Cvitant toujours de
prendre en compte le passage d’un front). L’ensenrble des valeurs h(8) obtenues en toutes profondeurs et tous
sites confondus est reporté fig. 8. La courbe obtenue! c,orrespond à la courbe d’humectation du sol partant de l’état
sec. C’est l’autre enveloppe du cycle d’hystérkis rli:portée fig. 71, c*t 7c avec le syu~l~olc (H).
- 1.5
- 1.0
- 0.5
0
i
0 . 1
0.2
B(rn3/rn31
Fig. 8 - Kelations h(0) obtenues sur tous les sites de I’cssai agronomique CII phase d’humwtation en début dc- saison dt-s phlies
-4. SUIVI HYDRIQUE EN DÉBUT DE SAISONiDES PLUIES
Dans le but de conforter les résultats obtenus ipar la caractérisation des coeffkients de transfert, à savoir le
fait que les 2 traitements étudiés ne se différencient 1pas du point de bue hvdrique ~II niveau des relations eau-sol,
une campagne de suivi intensif des transferts d’eau tIhr,ts les couches superfGelles du sol a été elfrctuée du 19 juillet
au 6 août 1985 sur les 6 parcelles (3 répétitions pcr lraitenrents) cnl~ivbrs (‘II mil durant cette année.
Cette période se caractérise par 3 événements ‘p!luvieux
: la pluie de semis (1 7 mm) le 19 juillet, suivie par
une pluie de 16 mm le 23 juillet, puis 4,s mm le kK
.dc juillet.
On dispose des mesures suivantes sur chacune: ‘d,es 6 parcelles instrumentée$ :
- profils hydriqucs par mesures gravimétrique 5 dans les horizons O-O, 1 m, O,l -0.,2 m, puis par humidimètre
neutronique, avec un pas de 0,l m jusqu’à 1,l m ;
- mesures tensiométriques à 0,l et 0,2 ni.
2 4
tjydml. continent.. rd. 2. no 1. 1987 : 15-28

Ces mesures sont effectuées à parl:ir du 19 juillet (juste aprbs la première pluie:1 sur la base de 2 mesures par
jour (à 8 h et à 18 II) sur chaque Sit#e jusqu’au 27 juillet, puis une mesure le 1 et le 8 août. On dispose enfin
d’un état hytfrique de référence qui e:it, pour chaque site? un profil mesuré le 8 juillet avant toute pluie.
On trouvera, fig. 9, 3 profils hydriques caractéristiques de chacun des traitements (moyenne et écart type
(les teneurs en eau mesurés à chaque profondeur) obtenus aux périodes suivantes : fin de saison sèche (8/07), maximum
de stock hvdrique (après fa pluie du 24/07) et fin de l’expérimentation (le 8/08). Tl importe de noter que durant
toute la p&iodc de mesure, la teneur en eau au-delà de 0,9 m reste toujonrs égale à sa valeur initiale, soit environ
0,02 à 0,03 m3/m3. Compte tenu de l’expression obtenue pour K(8) (fig. 6), 1i en résulte une valeur de conductivité
hydraulicfue inférieure à 10-9 mm/h. On peut dès fors négliger tout flux de drainage et caractériser
l’evapotranspiration
directement par :
E T R = P - A S
(9)
0
P
y0
l,O(
zi ml
ZI m
Fig. 9 - Profils hydriques caractéristiques mesu& en début de saison des pluies
Par &f>fification, les calculs de variation de stocks ont kté effectués sur toute la tranche de sol explorée,
hoif O-l ,f m.
Il (1-t d’autre part clair ~LIV la pénétration du front d’infiltration cons6cutif à ces dernières pluies est analogue
sur les 2 traitements.
Trois tyf)es d’analyses ont été effectués. En premier lieu, on trouvera, fig. 10, l’évolution de l’humidité volumique
hur fa trancfw de sol O-O,2 m, pendant la durée de l’expérimentation pour les 2 traitements. Chaque point de mesure
Fig. 10 - [ivolution de la teneur en eau moyenne de la tranche O-20 cm en début de saison des pluies
25
_..,U,--.,

--_--.-*----..
~--.-_--_-

I _ u _ _ _ . _ _
.---..

-__*_-
--<l.
“ .
-19*-

i.
reprbsentr l a moycnnc sur Ics 3 &pétitionr dispor.iblcs, associ&: à sa bande d’iucwtilude, qui c5t gér&alement
voisine de + 0,OS m3/m3. Cc n’est qu’à partir dr f\\n juillet, soit environ 10 jours apri’s semis, que des diHGrencrs
significatives apparaissent. CI: qui va dans le sens d,r l’explication avancét~ par CISSK (1986) relative aux fortes
diff&enres de profils hydriqws observées durant le ~yrlr dr culture et qui rPsnltwaicwt d'un c#et dc l’amendcmtwt
organique sur le développement racinaire, beauco~~p plus intense sur Tl .
On a égalemenl caractérisE à partir des mesur& simultanées dc pression d’eau et de teneur en eau lrs rourbrs
de succion h(8), pour les tranches O-O,1 et O,l-0,2 rll ipour chacun des sites. :\\ titre d’cwmplr, on trouvera. fig. 11,
pour 2 parcelles (l’une sur TO, l’autre sur Tl)? Ici mesures ohtmiiw du 2 1, an 27 juillet. CIes points sont .iituPs
par rapport au cycle d’hystkr6sis obtenu dans la section l,rCc~denlc.
I&~X remarques s’imposent :
h , m
t
- 1,oo
-l\\
T1
TO z , B
?
?
? ???? ??
\\’
?
?
?? ? ? ? ? ? ?
??
?? ?
- ,50
0
Fig.
1 - Courhcs tir
985
- aiicime
lifférencr: significative ne peut Ctrc cibwrrv& au niveau de la courbe h(O) entre les deux traitemrnt~
TO et TI pour ces deux horizons, ce qui rejoinl twl à fait hIY ri:snlt,ats obtenus lors de l’essai d’infiltration ;
- par contre, la torrrbe h(9) ainsi obtemre, quli rorreslwnd à m,e branrhr de drainage, est trPs diffi:rente <IP
la courbe principale CII drainage (D), I )uisqu’cn rCgIn,w pluvial I’hnrnidit@ dn sol CII surface est bien inférieure aux
\\ aleur:< résultant d’une infiltration prolong&. (k po’inl pose d’aillelm Ic problhc: dc la rcyrkenfativité
de courbes
de succion obtenues à partir dc la saturation (en Mb~ora~oire ~II lors d’essai d’infiltration du terrain) à s’appliquer
aux conditions naturelles.
On a enfin appliqué I”~quation (9) p olw dé’termirwr I’éval)<)lra”sl)iration
rCclle ( e n f a i t essentielleriirnt
braporation jusqu’au 29/07) à partir des variationi ,dc slock hydrique. 1,~s calcllls ont blé faits sur III~~' base de
2 jours ~II 20 au 31/07, puis de 3 jours. ilfi11 d’oblfinir une normalisation, les valeurs nio!-enries onl été rapporlies
à I’f!vaporation bac classe A (moyenne sur la mBmc ‘p&iodc), rncsllr& à Bamboy, aucune mtww de ce t\\-pe n’Ptant
i
.
disponible à Thihnakha. II y a certes lm biais à cc mvcau, mais nous considkrona qu’il nc s’agit que d*‘une erreur
relativement faible. On trour era tableau III les v;~drurs d’l<TR et du rapport ICTR/EV Hac ainsi obtenuet; sur
les 2 traitements. Reprenant iine sllggestion de palr;iillI~trisatioll l~rol~os~c par DI~~KDORFF (1977) et déjà tertc+
dans un article pr&+dent (~A<:IIAUl~, \\rAUCIJN, 1981111, nous avons rwhrrch<: s’il oxislail une relation simple cntrc
l a
rCdurtion du taux d’6vapolranspiration
jourIlaIiiLr#: (es~crlliellclllc’rlt dans w raa5 Cvaporafion $01 n u ) . rxprimc+
par le rapport ETR/E18 Bac, et la teneur en eau’ tilt la couche de snrfaw,
ici O-O,2 ni. II s’agit d’nne liaiion
hautement significative piCsque l’on ohlient un coeRi~l:ient de cr>rrPlation linéaire de 0,913, rcpr&rntée graphiqucmt~nr
fig. 12. Il n’est enfin pas possible de faire une distin!ction significati\\r cnlrc les r&ultafa 0htc~nlrS sur l’un 011 I’atltrr
lraitemerit.
26

TABLEMJ III
Relation entre la réduction de l’bvaporation et la teneur en eau de surface
T
Tl
TO
/
-r
ë---
l -
8
PERIODES
I Ev.Bns
ETR
ETR/Ev.Bac
T 0-2@
ETR/Ev.Bac
O - 2 0
/ mm
m m
I .3/,3
J/r03
_1-
.-
-/-
-I-
-1-
o-21/07,*‘S5
h-6
2
o,31
0,068
1,s
0,27
0,065
z-23/‘07
5 . 3
017
o,13
o,os
1,s
0,28
0 , 0 4 6
4-25/07
5,9
4
0,68
0,093
3,2
a,54
û,O86
6-27:07
4,Q
3,2
a,65
0 , 0 7 1
2,s
0951
‘3,073
%29/07
i,Q
2
0,342
0,054
2
o,35
~3,056
3-31/0;
7,12
1
0,135
o,o4
172
0,16
13,045
I- 3/Oh
;,y
0,s
a,13
0,032
a,5
@,O9
10,038
1- 6,‘0?
- _1
, ,.>
a,7
021
0,026
o,o;‘1
0,Ol
0,026
Fluviométrie : lQ:O7 (soir) : 17 mm
23jO7 (soir) : 16 mm
25/07 (soir) : 4,s mm
Toutes les valeurs sont des moyennes journalières obtenues pour
ETR et EI à partir de 3 répétitions par traitement.
E T R
-
-
EV bac
t
Ikuu informations essentielles nous paraissent devoir être tirées de cette étude :
I - IAY cwntrastes très importants observés au niveau de I’hunrectation du sol pendant le cycle de culture
PI, ~oxnnw le nlontre en détail une autre étude (&SE, \\rACHAUII, 1987),
au niveau des taux de consonunation
des \\ ariilCs cultivbes ne peuvent pas s’expliquer par un effet de l’apport en matière organique sur les propribtés
hvdrod) nanlique~ du sol. Ce point peut Ftre wntrovcrsé,
car d’autres études, notawunent DE JONC, 1983, %fEIZK
Pi CJ/., 1'>8& ..~ ont pu met trr en évidence de fortes réductions de l’évaporation et de l’infiltration, associées à une
augnwntation de la rétention en (‘au suitr à des anwndernents organiques. II s’agit toutefois toujours d’essais effectuk

avec des sols ayant une forle proportion d’Wment:’ Jin~, alors yue .IAMISON, 1958, a pu montrer que pour le5 sols
grossiers? el à tris faihlc tena~ur en matière organi@r - cc qui OS~ 1~ cas dans notre essai - aucun effel n’hait
généralwnent observ 6.
2 - Du point de VIW plus hydrologiyuc, il semble 6tabli yuc pour Ic tvpc dc sol brudié une tri*s forte corrilatfon
existe entre la teneur en eau des horizons dc surf’icc et I’Cvaporation,
du moins en début de saison drs pluirs.
tant que le développement vPgétatif est très faible. C.krte relation pourrait ?trc mi+ à prolit pour estimer les flux
tl’t:vaporation, donc Irs rk~rves en eau du sol, à Imrtir d’utilisation de donnies par tbhWtertion.
Dans le but d’apporter ttne explication à I’oltc~emt~tiott yui a servi de I)asc* à celtt Pt,r& (forte diff6renr~e dtb
cinO~iyur d’humertation du s<,l en saison de wltur’e), une btiide sy~lkrnatiyuc (Ie I’i:rohition dc l~enracinenwrit a
Pt6 cffectu& p a r 1,. Clssk: (1986). Cette Elude m o n t r e rloiretnenl yut’ les forlrt: diffkrrncrs o b t e n u e s sont
eswntielletnent tlur~ A de Iri’ts g r a n d e s diff6wnws d c biomawxs racinaitw indnil(ks pal atwndetnrnt o r g a n i q u e .
*