Transferts de solutés dans un lysimètre en conditions controlées : expériences et simulations

Solute transfer in a lysimeter under controlled conditions: experiments and simulations

• Auteur / Autrice : Robert Schoen
• Direction : Jean-Paul Gaudet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Pollution sol

Pesticide

Traceur

Transfert

Lysimetre

Simulation

Echange cation

Etude experimentale

Soil pollution

Pesticides

Tracers

Transfer

Lysimeter

Simulation

Cation exchange

Experimental study

Résumé

Les etudes du transfert de solutes dans les sols realisees en laboratoire (colonnes de sol) ne sont pas totalement representatives des conditions de terrain (variabilite spatiale, structuration du sol). D'un autre cote, les etudes de terrain a grande echelle permettent difficilement de quantifier les flux et les mecanismes. Une approche intermediaire est proposee, avec un lysimetre (1,7 m#3) de sol peu remanie, sur lequel on controle les conditions aux limites imposees. On utilise un flux hydrique constant de l'ordre de 1mm/h. Des solutes sont introduits sous forme de creneaux de concentration. Les especes utilisees sont: #2h#2o, h#2#1#8o, i#-, cl#-, br#-, comme traceurs, et atrazine, k#+, nh#4#+, no#3#-, comme especes interactives et/ou reactives. L'analyse des courbes d'elution obtenues permet l'identification des mecanismes preponderants et le chiffrage des parametres pertinents. Les outils utilises pour cela sont les modeles fondes sur la convection-dispersion (cd et mim), le modele convectif a fonction de transfert lognormale (clt), et le modele couple transport-chimie impact. Les resultats montrent qu'une partie de l'eau ne participe pas a l'ecoulement. Ainsi, les hypotheses classiquement admises dans le modele cd sont dans ce cas invalidees. L'exclusion anionique provoque une sortie precoce des traceurs anioniques par rapport aux traceurs isotopiques. L'ammonium apporte est majoritairement nitrifie. Le potassium subit des echanges cationiques avec le calcium et le magnesium. Dans nos conditions d'essai, la restitution de l'atrazine a la sortie du monolithe est importante et sa degradation faible. La derniere experience est realisee en interrompant l'alimentation en eau avant l'apparition des solutes a la sortie. Le prelevement de 400 echantillons de sol au sein du lysimetre donne une image des distributions de teneur en eau et de concentration, qu'on peut comparer aux courbes d'elution. L'interpretation revele une forte variabilite spatiale et tend a suggerer l'occurence d'ecoulements preferentiels que l'utilisation de colonnes de petite taille peut occulter