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àČtude du phénomène d'infiltration de l'eau en fonction du débit dans un sol sablo-limoneux et essai de modélisation.

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par Dellyn Karl Aymar HOUNSEGBE
Université Abdelhamid Ibn Badis de Mostaganem (UMAB) - ALGERIE - Ingénieur Agronome, Option: Hydraulique Agricole 2006
  

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1.6 : Dynamique de l'eau dans le sol

L'eau se meut dans le sol suivant deux principaux cas :

· Le milieu est saturé avec, comme cas fondamental, le sol gorgé d'eau. L'eau subit alors des mouvements descendants essentiellement régis par la pesanteur : c'est la percolation ou drainage.

· Le milieu est insaturé comme c'est le cas en général du sol. L'eau subit des mouvements ascendants et latéraux régis par la diffusion capillaire et si la dessèchement se poursuit, à partir de pF = 3,7 correspondant sensiblement au point de flétrissement temporaire, par évaporation.

+ La percolation

Elle est fonction de la perméabilité du sol, elle-même dépendant de la texture et de la structure su sol.

Après une pluie ou une irrigation, l'eau se situe d'abord en surface où elle rempli tout l'espace poral ; puis elle se redistribue sur une profondeur plus importante jusqu'à un certain niveau appelé « front d'humectation ».

14

+ La remonté capillaire

L'eau retenue dans le sol, part progressivement en surface soit par évaporation au contact de l'air soit par absorption par la plante.

Ainsi, le sol se dessèche en surface, et des différentes de potentiel capillaire donc de pF apparaissent favorisant la remonté de l'eau de la profondeur vers la surface. Cette remonté qui se fait par diffusion entre les films capillaires reliant les agrégats, d'abord nulle, naît et par elle, l'humidité des couches inférieures remonte vers les couches supérieures.

1.6.1 : Comportement dynamique : loi de DARCY

La loi de comportement de la phase liquide d'un sol traduit l'existence d'une relation entre les forces auxquelles sont soumis le fluide et sa vitesse d'écoulement.

La plupart des ressources de l'écoulement de l'eau dans le sol se déroulent dans l'état de sol non saturé. Ces processus sont généralement compliqués et difficile à décrire quantitativement à cause de la variabilité spatiale de l'état de la teneur en eau du sol pendant l'écoulement.

En effet une équation du type DARCY semble être applicable dans le cas d'un sol saturé et non saturé.

Q

Ks × S × dH dZ

(16)

 

Le débit d'eau Q est proportionnel à la surface de la section de flux (S) et au gradient hydraulique dH/dZ.

Le signe (-) indique que le flux a lieu dans le sens des potentiels décroissants.

Le coefficient de proportionnalité (Ks) appelé coefficient de Darcy, coefficient de perméabilité ou conductivité hydraulique caractérise le sol.

1.6.1.1 : Cas d'un sol saturé

On peut définir le milieu saturé, comme un milieu dans lequel les forces de rétention sont supérieures à celles de gravité.

Dans ce cas, la force motrice est le gradient hydraulique.

La loi de Darcy s'écrit :

Q

Ks × dH dZ

(17)

15

Avec : Q = flux transitant, en mm.h-1 ; dH = charge hydraulique totale, en m ;

Ks = conductivité hydraulique à la saturation, en mm.h-1 dZ = énergie de position, en m.

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