Etude de l'hydrologie des sols argilo-calcaires pour la spatialisation de l'engorgement, des fentes de retrait et des flux d'azote dans l'atmosphère

Study of the hydrology of clay-limestone soils for the spatialisation of waterlogging, shrinkage cracks and nitrogen flows into the atmosphere.

• Auteur / Autrice : Benjamin Trochon
• Direction : Agnès Maritchù Guiresse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Surfaces Interfaces Continentales Hydrologie
• Date : Soutenance le 28/06/2023
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’univers, de l’environnement et de l’espace (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Écologie fonctionnelle et environnement (Toulouse ; 2007-2023)
• Jury : Président / Présidente : Anne Probst
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Agnès Maritchù Guiresse, Jean-Pierre Sarthou, Damien Jougnot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Binet, Fabien Hubert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Environnement

Hydrologie

Sols

Mots clés libres

Sol

Hydrologie

Environnement

SIG

Spatialisation

GES

Soil

Hydrology

Environment

GIS

Spatialization

GHG

Résumé

Cette thèse vise à améliorer la compréhension des sols argilo calcaires collinéens, en se focalisant sur les propriétés qui contrôlent la circulation de l’eau, à savoir l'engorgement et les fentes de retrait, supposés impacter la fonctionnalité des sols en termes d’émission de N20. Pour atteindre cet objectif, différentes approches ont été utilisées : pédologiques, hydrologiques et géophysiques, avec des mesures et des suivis sur le terrain et en laboratoire. La modélisation est également utilisée pour valider spatialement les observations faites via les autres approches. Ces travaux couvrent les flux hydrologiques et les émissions de gaz à effet de serre (GES), notamment le N2O provenant des sols cultivés de cette région. L'application conjointe de ces différentes approches permet d'identifier les schémas d'écoulement dans les sols argilo-calcaires, de cartographier les zones à fort potentiel d'engorgement, d'identifier les zones ayant un plus fort niveau de développement des fentes de retrait et de représenter leur distribution en surface. Elle permet également d'identifier les niveaux d'émission de GES associés à différentes positions topographiques et conditions d'engorgement au cours de l'année, et de déterminer s'il y a un lien entre la distribution des zones engorgées et celle des zones à plus forte émission de GES.

This thesis aims to enhance the comprehension of clay-limestone soils in hilly areas. It focuses on properties that regulate water circulation, namely waterlogging and shrinkage cracks. These properties are thought to influence soil functionality by affecting N2O emission. Various approaches are used to achieve this objective, including pedological, hydrological, and geophysical methods. Field and laboratory measurements and monitoring are also conducted. In addition, modeling is employed to spatially validate observations obtained from other methods. The study encompasses hydrological fluxes and greenhouse gases (GHG) emissions, particularly N2O from cultivated soils in the studied region. By combining these approaches, the study identifies flow patterns in clay-limestone soils, maps areas with high potential for waterlogging, identifies areas with greater shrinkage crack development, and visualizes their surface distribution. Furthermore, the study identifies GHG emission levels related to different topographical positions and waterlogging conditions throughout the year. The research also investigates whether a relationship exists between the distribution of waterlogged areas and the occurrence of higher GHG emissions.