Pédologie hydrostructurale
Erik Braudeau/Amjad T. Assi/Rabi H. Mohtar
ISTE éditions
Avant-propos
11
Première partie. Théorie de la modélisation systémique
de la pédostructure et autres organisations
hydrofonctionnelles hiérarchisées du milieu naturel
17
Chapitre 1. Introduction de la première partie
21
Chapitre 2. Problèmes inhérents à la science du sol
25
2.1. Rappel historique de la pédologie25
2.2. Modélisation des transferts d'eau dans le sol : le règne
des fonctions pédotransferts27
2.3. Absence d'une théorie unitaire de la description des sols28
Chapitre 3. L'approche systémique appliquée
à la pédologie
33
3.1. Le projet de Bertalanffy et le modèle de système général
de Le Moigne33
3.1.1. La théorie du système général
et les préceptes cartésiens33
3.1.2. Représentation systémique : les deux grandes idées
de Le Moigne38
3.2. La description systémique de l'organisation du sol42
3.2.1. Définition physique de «système»42
3.2.2. Graduation des axes de l'espace de description systémique
du sol46
3.2.3. Modélisation systémique du système opérant (SO)
sur l'axe III49
3.2.4. Le concept de Structural Representative Elementary
Volume (SREV) nécessaire à la description systémique
du pédon53
3.2.4.1. Définition et particularités du SREV
du milieu matriciel d'un horizon de sol53
3.2.4.2. Les organisations internes du pédon54
3.3. La physique systémique du milieu organisé du sol
définie sur l'axe III56
3.3.1. Le système thermodynamique de la pédostructure56
3.3.2. Mise en équation de l'équilibre hydrostructural
de la pédostructure59
3.3.3. Détermination des paramètres hydrostructuraux
du sol61
3.3.4. Les équations du fonctionnement hydrodynamique
de la pédostructure64
3.3.5. Le modèle Kamel® de fonctionnement hydrostructural
d'un pédon67
3.3.5.1. Remplacement par les nouvelles équations68
3.3.5.2. Prise en compte des autres sous-systèmes connexes
à la pédostructure dans l'horizon de sol68
3.3.5.3. Discrétisation des horizons en SRELs
(Structural Representative Elementary Layers)70
3.4. Cartographie systémique des sols dans le paysage72
3.4.1. Unités cartographiques hydrofonctionnelles hiérarchisées
du paysage73
3.4.2. Le SIRS-Sols76
Chapitre 4. Le système général (SG), modèle générique
des disciplines scientifiques relatives à l'étude et la gestion
des espaces naturels
77
4.1. Le système humain, d'étude ou de gestion d'un espace naturel,
isomorphe au système général77
4.2. Les systèmes naturels, systèmes opérants du système général79
4.3. Les systèmes d'information des systèmes humains mis en place
pour l'étude ou la gestion des systèmes naturels80
4.4. La pédologie hydrostructurale et son propre système
d'information à référence spatiale : le SIRS-Sols82
Chapitre 5. Emergence d'une nouvelle discipline scientifique,
la pédologie hydrostructurale
85
5.1. La place de la pédologie hydrostructurale dans les sciences
de la nature85
5.2. Spécificité du laboratoire de pédologie hydrostructurale88
5.2.1. Caractérisation hydrostructurale de la pédostructure89
5.2.2. Analyse expérimentale des couplages bio-sol sur colonne
de sol90
5.2.3. Simulation des processus à l'échelle du pédon
en case lysimétrique91
Chapitre 6. Implications dans les sciences
agroenvironnementales
93
6.1. Une théorie unitaire de l'approche systémique
et thermodynamique du milieu naturel93
6.1.1. La modélisation du milieu naturel et les préceptes
cartésiens93
6.1.2. Systémisation, base théorique de l'approche
systémique97
6.1.3. Systémologie théorique et appliquée99
6.1.4. Théorie du système général des disciplines
agroenvironnementales104
6.1.5. Thermodynamique systémique106
6.2. Le nouveau challenge de la modélisation
agroenvironnementale110
Deuxième partie. Caractérisation hydrostructurale
de la pédostructure des sols
115
Chapitre 7. Introduction de la deuxième partie
119
Chapitre 8. Rappel théorique
123
8.1. Position du problème123
8.2. Modélisation des types d'eau micro et macro par la courbe
de retrait124
8.3. Nouveau principe de détermination des deux types d'eau micro
et macro par la courbe de rétention126
8.3.1. Equilibre thermodynamique et hydrostructural
micro/macro126
8.3.2. Equations de la courbe de rétention128
8.3.3. Equations de la courbe des pFs132
8.3.4. Equations de la courbe de retrait134
8.3.4.1. Cas des courbes de retrait non sigmoïdales134
8.3.4.2. Cas des courbes de retrait sigmoïdales136
8.3.5. Equations pour la conductivité hydrique137
Chapitre 9. Méthodes de détermination
des paramètres caractéristiques
145
9.1. La courbe de rétention de l'eau du sol145
9.1.1. Mesurée au tensiomètre145
9.1.1.1. 1er cas : pas de phase de saturation interpédique (ip) :
WL = WSat146
9.1.1.2. 2e cas : présence d'une phase de saturation
interpédique (ip) : WL << WSat150
9.1.2. Mesurée sous pression d'air sur plaque poreuse152
9.2. La courbe de retrait156
9.2.1. Cas des courbes de retrait non sigmoïdales156
9.2.1.1. 1er exemple157
9.2.1.2. 2e exemple160
9.2.1.3. 3e exemple163
9.2.2. Cas des courbes de retrait sigmoïdales165
9.2.2.1. Présentation de la feuille Excel de modélisation
de la CR seule165
9.2.2.2. Interprétation de la courbe
selon le modèle MRS167
9.3. La courbe de conductivité hydrique de la pédostructure171
9.3.1. Description des feuilles Excel171
9.3.2. Procédure174
9.3.3. Résultats175
Conclusion
177
Bibliographie
179
Index
183