Influence géomorphologique et structurale des sols sur le report hydrique : Conséquences sur le fonctionnement hydrique des sols et la biomasse en zone soudano-sahélienne

21-22 nov. 2007Cette étude démontre qu'en zone soudano-sahélienne, en année à pluviosité déficitaire, à différentes échelles, plusieurs facteurs physiques, chimiques et anthropiques des sols régissent le report hydrique, part bénéfique du ruissellement représentant "une irrigation naturelle, complémentaire et simultanée à la pluie qui l'a générée en fonction des conditions topographiques et micro morphologiques avec transfert complémentaire de fertilité ". En condition pluviale, l'encroûtement décroissant le long du versant favorise l'infiltration du report hydrique dans les unités de sol en bas de pente. A l'échelle du champ, il est encore maximisé par le micromodelé concave, par une compaction profonde moins forte et par le labour. L'augmentation des nutriments est de 13,4 à 10% et en éléments fins de 16,3 à 12,5% respectivement sous labour et grattage. Cette maximisation du report hydrique provoque un drainage significatif très localement. Sur les périmètres irrigués la salinisation renforce les facteurs de formation des croûtes et le ruissellement, réduisant drastiquement la capacité d'infiltration des sols. Il en résulte une limitation des réserves en eau utile malgré l'irrigation non contraignante. Ceci provoque une sécheresse édaphique. Dans ces deux conditions culturales cette baisse drastique des stocks hydriques due à la formation d'un encroûtement conduit à la réduction voire à l'annulation du rendement des cultures. Ces résultats montrent la difficulté qu'ont les chercheurs à expliquer la complexité du comportement et du fonctionnement hydrique sur l'ensemble d'un versant et à l'intérieur du champ pour comprendre la variabilité des rendements. L'identification, à l'échelle de la parcelle et sur le versant, des causes du ruissellement et du report hydrique et d'en mesurer l'effet sur la modification des stocks hydriques sur de faibles distances est nécessaire pour conceptualiser un aménagement raisonné, innovant et efficace des flux de surface

Rôle de l'encroûtement superficiel des sols sur leur fonctionnement hydrique : Conséquences hydrologiques et hydro-pédologiques

National audienceTous les sols, du climat tempéré à tropical, sont susceptibles de s'encroûter superficiellement pour de très larges conditions d'utilisation et d'environnement. Des études à différentes échelles montrent que ces croûtes contrôlent les flux hydriques superficiels des éco(agro)systèmes. En zone soudano sahélienne, elles sont à l'origine de la variabilité, à différents niveaux scalaires, des transferts hydriques, de fertilité, de matériaux érodés et de la salinité fortement modifiée par le changement climatique. Sur les périmètres irrigués, la formation des croûtes sous les pluies et sous le ruissellement est grandement accélérée par la salinisation croissante due à une eau du fleuve Niger déséquilibrée dans le pôle alcalin (Niger) ou de plus en plus chargée en sels dans le fleuve Syr Daria (Kazakhstan). L'encroûtement provoque alors la sécheresse édaphique avec chute des rendements. Aucune classification taxonomique pédologique ne prend en compte l'existence de ces croûtes et de leur effet hydropédologique ni hydrologique. On comprendra le parti que pourrait tirer la recherche pédologique et agronomique par la refondation d'une nouvelle classification taxonomique des sols prenant en compte ces processus en accord avec leur susceptibilité intrinsèques à s'encroûter

Variabilité structurale et physico-chimique des croûtes superficielles des sols de la vallée du Syr Daria (Kazakhstan)

International audienceToutes les régions arides et semi-arides sont le lieu de nombreux types de croûtes physiques et micro ou cryptobiologiques (Afrique, Israël, Australie, USA, Chili). Les micro horizons durs formés sur la surface du sol sont le résultat de processus naturels principalement l'impact des gouttes de pluies, le ruissellement et le dessèchement et anthropiques tel que l'irrigation et le travail du sol. Une prospection réalisée au Kazakhstan, en 2003, a démontré, pour la première fois l'existence d'un tel encroûtement sur les sols cultivés ou non de la vallée du Syr Daria. L'étude de ces croûtes fait apparaître leur extrême variabilité physique, chimique et microbiologique. Toutefois le milieu spécifique du Kazakhstan conduit à la formation de nombreuses variantes et même à celle de croûtes apparemment spécifiques. L'analyse en composantes principales fait apparaître que seulement 4 variables sont suffisantes pour expliquer la variabilité des sites (longitude, épaisseur et largeur des fentes et couvert végétal). Les trois premiers axes expliquent 92,7% de l'inertie totale des données. Le premier axe, climatique, explique 54,4% de la variance des échantillons et le second, physique, explique 27,7%. Les quatorze échantillons de croûtes étudiés sont très bien classés par ces quatre facteurs physiques, géographiques et biotiques (R=0,90). Les analyses au RX indiquent une forte salinité de ces croûtes qui croit vers l'ouest, à l'exemple des sols. Les images microscopiques (MEB et classique) montrent une forte hétérogénéité structurale avec des micropores variables d'un site à l'autre. Les mesures porosimétrique confirment bien cette variabilité qui traduit les caractéristiques spécifiques de cette région. Cette variabilité des croûtes confère aux champs une variabilité des conditions hydrologiques, géochimiques et d'érodibilité qui devront être prises en compte dans le cadre de réhabilitation des sols des périmètres irrigués comme dans le contrôle d'un pâturage rationnel. Ces premiers résultats montrent que les politiques d'aménagement des périmètres irrigués et des zones de parcours d'élevage doivent intégrer le rôle spécifique des diverses croûtes en fonction de l'importance de leur effet dans la stabilité du milieu. Pour identifier ce rôle, leur étude doit être entreprise de façon systématique car leur présence est généralisée et dominante. Pour ce faire il faut démarrer une étude des mécanismes d'encroûtement et de la salinisation pour la compréhension et la prédiction des processus de ce type de dégradation des différents agro/écosystèmes

Hydraulic performance of biofilters for stormwater management: First lessons from both laboratory and field studies

In order to improve knowledge on stormwater biofiltration systems, the Facility for Advancing Water Biofiltration (FAWB) was created at Monash University in Melbourne, Australia. One of the aims of FAWB is to improve hydraulic performance of biofilters, given that there are numerous cases of infiltration devices failing after a few years of operation. Experiments were conducted in the field to evaluate the performance of existing systems, and in the lab to understand the factors that influence hydraulic behavior over time. The field experiments show that 43% of tested systems are below nominal Australian guidelines for hydraulic conductivity. The preliminary lab results show a decrease in hydraulic conductivity during the first weeks of operation (μ = 66% reduction), although most remain within acceptable limits. Influences of the size of the biofilter relative to its catchment and the importance of the type of media, on the evolution of hydraulic conductivity, are examined.</p

Groundwater resources and uses in Central Asia: case study of Amu Darya River Basin

Paper presented at the 36th IAH Congress, Integrating Groundwater Science and Human Well-being, Toyama, Japan, 27-31 October, 200

Types and hydrogeologic features of surface and groundwater interactions in Uzbekistan

In International Association of Hydrologists (IAH) Congress, Groundwater and Ecosystems, Lisbon, Portugal, 2007The degradation of groundwater quality and quantity in Uzbekistan is a major problem for people in charge of drinking water supply. In order to guaranty a safe and effective access to the resource, it is necessary to estimate the quality of the resource and to evaluate the recharge rate and the residence time of water within the aquifer systems. This study presents a few attempts carried out to draw a first portrait of the real situation in Central Asia

Origin and recharge mechanisms of groundwater in the upper part of the Awaj River (Syria) based on hydrochemistry and environmental isotope techniques

International audienc

Groundwater resources of Uzbekistan: an environmental and operational overview

As a result of the massive irrigation development during the Soviet Union era and intensive chemization of agriculture, the surface runoff quality has been degraded in this arid and endorheic region. Moreover hydraulically related groundwater has also been affected. Excessive irrigation has lead to land salinization, which now threatens the soil quality of significant areas where crop yields would be at risk in the future. Since the collapse of the Soviet Union, institutional changes have been undertaken for the management of natural resources and water infrastructure. At present, underdeveloped and inadequate systems have been practiced with respect to groundwater use and management. This paper analyzes the present extent of groundwater resources with consideration to their reserves, quality evolution, and to technical, institutional and transboundary management practices in Uzbekistan

Experimental and Numerical Investigation of the Silicon Particle Distribution in Electrospun Nanofibers

International audienceThe properties of ceramic materials are dependent on crystal size and their distribution. These parameters can be controlled using electrospinning of the two/phase mixed system. The pre/ ceramic solution consists of silicon nano/particles and polyacrylonitrile (PAN) polymer mixture. Particles distribution during the electrospinning technique was characterized using TEM microscopy and modeled using Finite Element Method (FEM). The experimental and numerical results were in agreement. Large silicon particles were located in the skin and the smaller ones were located at the core. This illustrated by the migration rate from the core which was the fastest for large particles and it diminished as the particles become smaller in size. The threshold for Stokes number was found to be around 2.2E-4 with a critical particle size of 1.0E7 m in diameter. The current results are very promising, as it demonstrated a novel way for the fabrication of PAN/Si ceramic nano/fibers with a gradient of particle size and properties from the skin to the core