Thèse soutenue

Sur la détermination de la teneur en eau et de l'infiltration à partir de mesures passives de la température du sol

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Auteur / Autrice : Mohamed Amine Bechkit
Direction : Roger Guérin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique appliquée
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

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Résumé

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Une synthèse des paramètres caractérisant la zone non saturée, des propriétés physiques reliées aux propriétés hydrodynamiques, et des méthodes de mesure de la teneur en eau, est d’abord présentée. Ensuite, les modes de transfert de la chaleur dans le sol, les méthodes de mesure de la température et la métrologie du capteur choisi (thermomètre à résistance de platine) sont développées. Puis, le site d’étude et les mesures réalisées sur ce site (température à différentes profondeurs, teneur en eau par sonde TDR…) sont présentés. Enfin le traitement des mesures de température, en résolvant l’équation de la chaleur avec transferts par conduction et convection, est développé. Plusieurs méthodes permettant de déterminer la vitesse de Darcy et la teneur en eau sont analysées. La première consiste à extraire les amplitudes et les phases des variations sinusoïdales. Appliquée avec succès aux variations annuelles, les limitations de cette méthode à la variation diurne sont dues principalement à la modulation de celle-ci. Deux approches, numérique (résolution directe en différence finies et en éléments finis) sont abordées ensuite. Pour pouvoir déterminer la vitesse de Darcy, la connaissance de la structure thermique du terrain s’avère indispensable. Les tests sur les données synthétiques permettent de conclure que les résultats pour le terme de diffusion sont plus fiables que ceux pour le terme de convection. La confrontation avec les données de contrôle (pluie, ETP, teneur en eau) met en évidence une bonne corrélation entre les valeurs relatives de teneur en eau déterminées par exploitation des variations relatives de la diffusivité et celles obtenues à partir des sondes TDR.