Barthès, Bernard

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INSTALLATION DE STATIONS TENSIO-HUMIDIMETRIQUES 
ET DE CAPTAGE DE SOLUTION 1 
SUR LE SITE IBSRAM DE LOUDIMA (CONGO). 
BILAN AU 01.06.1993 
B. Barthes. DGRST-ORSTOM, Brazzaville, Congo. Juin 1993 
RQference 243 - LESC 06/93 
AVANT -PROPQ s 
La DGRST (Direction Générale de la Recherche Scientifique 
et Technique) congolaise a mis en oeuvre un projet initie et 
financé par 1'IBSRAM (International Board for Soil Reseearch 
and Management), comparant quatre systèmes de culture p l u s  ou 
moins intensifiés i% base manioc, dans le Niari. Les principaux 
objectifs en sont (IBSRAM, 1991): 
- la mise au point de systèmes de culture adaptes aux 
conditions du Niari, rentables et durables;; 
- la détermination des conditions de gestion optimale des 
sols, par l'étude de leur fonctionnement et de leur 
évolution SOUS culture. 
Dans le cadre de ce projet, 1'ORSTOM est chargé 
d'apporter un appui scientifique. Cet appui concerne notamment 
les aspects hydriques et hydrochimiques (Hartmann, 1992). I1 a 
Qté décidé d'équiper en tensiomètres, tubes d'accès 
neutronique et capteurs de solution plusieurs parcelles du 
site expérimental IBSRAM, situé au CRAL (Centre de Recherche 
Agronomique de Loudima). 
Le dispositif experimental comporte 4 blocs de 7 
traitements, soit 28 parcelles, couvrant chacune 32 m x 12 m 
(IBSRAM, op. cit.). Chaque parcelle est divisée en une partie 
'lagro", oÙ sont effectuées notamment les mesures de 
rendements, et une partie "pedo", réservbe aux investigations Ø 
pedologiques. 
O n  a retenu pour ces études hydriques et hydrochimiques 
des traitements simples à comparer, et pertinents compte tenu 
de la problc5matique d'ensemble. Ceci a en particulier conduit 
à écarter le traitement traditionnel et la rotation maIs-soja. 
O. R.S.T.O.M. Fonds Documentaire 
16 SEPT. 1994 N o :  h @  5 3 %  c-6, (4 
&C.. ' X e  : i3 . .* 
--...-_I...*.- _I_. .: ,. 
I ..-...e. ., . 
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FIG.1: SITE IBSRAM AU CRAL (d'aprbs Nyete, 1992) 
LOCALISATION DES. STATIONS DE MESURE 
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piste I /2m 
I 
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I 
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traitements + 
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fosse 
station 
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périphé- 
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10m N-, 
c 
Une fois les traitements choisis, on a choisi les blocs 
de maniere a ce que les parcelles étudiées soient peu . 
differentes, donc facilement comparables (Barthès & al., 1993; 
Hartmann, 1993). 
I1 a finalement éte décidé d'équiper les 3 parcelles 
suivantes: 
- la SAVANE (témoin) du bloc III; 
- la BASINT (bas niveau d'intrants) a "entrée" manioc du bloc 
- la HAUTINT (haut niveau d'intrants) a "entrée" manioc du 
IV; 
bloc III. 
Chaque parcelle comprend 2 stations, notées "haute" et 
"basse" d'après leur position dans la pente. Ces stations sont 
situt5es dans la partie "pédo" des parcelles. On compte donc 6 
stations: SAVANE haute, SAVANE basse, BASINT haute, BASINT 
basse, HAUTINT haute et HAUTINT basse (Fig. 1). 
I 
l 
1.2 Canposition des  stations, . .  
Lorsque les stations seront complètes, fin 1993, elles 
- 10 tensiomètres à 10, 20, 30, 40, 50, 70, 90, 120, 150 et 
- 1 tube d'accès neutronique jusqu'a 280 cm de profondeur. 
Une des deux stations de chaque parcelle comprendra 
également 3 capteurs de solution du sol (diamètre 63 mm) à 20, 
50 et 80 cm de profondeur. 
comprendront chacune: 
180 cm de profondeur; 
2. (XLFNDRLER ET NA TURE DES TRA VAUX 
2.1 H a t f ? r i e l s  deia instal l6s  .. . 
Les matériels installés de mars a mai 1993 sont les 
- sur SAVANE haute, 9 tensiometres (le 40 cm a cassé lors de 
- sur SAVANE basse, 10 tensiometres et 1 tube d'accès 
- sur BASINT haute, 10 tensiometres et 1 tube d'accès 
- sur BASINT basse, 10 tensiomètres; 
- sur HAUTINT haute, 10 tensiomètres, 1 tube d'accès 
neutronique et 2 capteurs de solution (le 80 cm a cassé 8 
l'installation); 
- sur HAUTINT basse, 10 tensiomètres et 1 tube d'accès 
neutronique. 
suivants : 
la preparation); 
neutronique; 
neutronique; 
2.2 MatQrieIs 8 instalbr i3 la W o n  &che fsentembre 1993) 
I1 reste à installer 2 tubes d'accès neutronique, l'un 
pour la station SAVANE haute , l'autre pour la station BASINT 
basse. 
4 
Les tubes déjà installés l'ont eté lors de la saison des 
pluies (fin de saison des pluies pour BASINT haute et SAVANE 
basse); ceux qui restent seront install& en saison sèche, ' 
afin de faciliter l'étalonnage de la sonde à neutrons. 
(Des prél6vements pour mesure de l'humidité sont effectués 
lors du creusement des trous d'installation des tubes d'accès 
neutronique. Ces humidités sont comparées aux comptages 
neutroniques realises juste après l'installation de chaque 
tube (Cf. 3.1). Pour obtenir un bon étalonnage de la sonde à 
neutrons, il est préférable de disposer de couples de mesures 
humidité-comptage obtenus sur une large gamme d'humidité, par 
exemple à deux saisons différentes.) 
2.3 MatfSriels a installer B la procham saison des Pluies L .  -
L'installation des capteurs de solution a été interrompue 
afin d'effectuer au laboratoire des tests d'extraction à 
partir de solutions connues, ce qui n'avait pas éte fait 
auparavant. Ce travail sera fait en saison sèche, et 
l'installation sur le terrain reprendra aux pluies. 
I1 reste à installer: 
- 3 tubes a 20, 50 et 80 cm sur la station SAVANE haute: 
- 3 tubes a 20, 50 et 80 cm sur la station BASINT haute: 
- 1 tube a 80 cm sur la station HAUTINT haute. 
Nous disposons des 4 tubes à installer a 20 et 50 cm. En 
revanche, il en reste un seul pour 80 cm, les 2 autres ayant 
casse (l'un a la preparation acide-eau distillée, l'autre 
pendant l'enfoncement dans son trou). 
Mais nous devrions récupérer en septembre des capteurs de 
solution que D.  Schwartz (ORSTOM Pointe-Noire) désinstallera. 
Certains sont du même type que ceux que nous utilisons 
(diam&tre 6 3  mm), et ont la taille souhaitée. 
me (octobre 19941 
I1 est envisagé d'etoffer le dispositif de captage de 
solution en octobre 1994, au vu des résultats de la campagne 
Le nombre de stations de captage serait doublé, et porté 
i5 2 par parcelle. Chaque station tensio-humidimétrique serait 
ainsi équipée de capteurs de solution. On ajouterait également 
chaque station un capteur permettant une extraction à 
110 cm. 
1993-94. 
C 
On installerait donc en octobre 1994: 
- 3 capteurs à 20 cm (292 FF x 3 = 876 FF); 
- 3 capteurs à 50 cm ('314 FF .x 3 = 942 FF); 
- 3 capteurs à 80 cm (326 FF x 3 = 978 FF); 
- 6 capteurs à 110 cm (346 FF x 6 = 2076 FF); 
soit 15 capteurs, pour près de 6000 FF (en comptant 20% de 
frais d'expédition). 
x 
7 8 %  /"i ', y +$>..,.P.q/.#. 
k L - 3  ;T2:.; $ g'{:y> : <A&,5k, (2 &4&> 
i 
t J 
I i5 I 
. 
5 
Avant d'envisager l'achat de ces capteurs, il faudra voir 
ce qui est utilisable dans les équipements que D. Schwartz va, 
nous laisser (Cf. 2.3) .  I1 y aurait 48 capteurs; de 60 8 
120 cm de long, dont 24 de diamètre 63 mm, qui nous 
intkressent particulièrement. 
+ Il est possible aussi que nous parvienne un colis attendu 
du Togo (...), avec du matériel récupéré sur les sites de 
D. Blavet. Ce colis pourrait contenir des capteurs de 
solution, dont les types restent i3 préciser. 
3. a O N N & G E  DE T,A SONDE A NEUTROW (modgle SOLO 255)  
Lors du creusement du trou nécessaire a la mise en place 
d'un tube d'accès neutronique, des échantillons sont prélevés 
sous les 10 cm pour mesure des humidités pondérales Hp. En 
rrpondeEantk ces humidités ponderales par les densités apparentes 
(' 'aux-différents niveaux, on obtient les humidités volumiques 
€IV. 
Les humidités volumiques sont comparées aux comptages 
neutroniques effectués juste après l'installation du tube 
d'accès, tous les 10 cm. En effet, ces comptages renseignent 
sur le volume d'eau dans le sol aux différentes profondeurs. 
La comparaison permet do& d'associer une humidité volumique à 
chaque comptage neutronique, donc d'étalonner la sonde. 
Des mesures de densité apparente ont éte effectuées par 
E. Toutou-Missié sur des fosses situées sur les mêmes 
parcelles que les tubes d'accès neutronique, plus  aval. Les 
résultats des mesures de densité n'étant pas encore 
disponibles, on ne peut comparer pour l'instant les comptages 
neutroniques qu'aux humidités pondérales Hp. 
Malgré ses limites, cette comparaison comptages / Hp 
permet toutefois de constater, sur graphe, que les points 
tendent à s'aligner sur une droite. 
La figure 2 présente les profils d'humidité pondérale 
pour les 4 trous correspondant aux 4 tubes d'accès déjà 
installés. 
i' 
On note que les parcelles SAVANE et BASINT, assez 
éloign&es, présentent des profils relativement comparables à 
partir de 25 cm de profondeur: 
- 26% d'humidité B 25 cm; 
- un maximum de 29-30% à. 105 cm (sensiblement plus marqué 
- un minimum de 28.'5% à 155 cm; 
- des valeurs de l'ordre de 29-30% ensuite. 
pour BASINT haute); 
Dans les 20 premiers cm, l'influence du traitement est 
plus marquée, avec une humidité plus forte sous savane. 
............... 
7 .  
> 
-. 
Parcelle SAVANE 
'(13,05.93) 
i 8 ..................... :.-i ........................ 6 ......................... I ........................................................................... 35 
Station haute 
1 Profondeur (cm) 
Parcelle BASINT 
(12.05.93) 
......................... 
Profondeur (cm) 
Parcelle HAUTINT 
(14 & 15.03.93) 
Profondeur (cm) 
. . L -  . . .  . I ,  ...- Y^..... .*. 
7 
Dans la parcelle H.AUT.INT, on constate une difference 
- la station haute a été installée le matin du 14 mars, alors 
qu'il avait plu le soir du 13; c'est ce qui explique les 
fortes humidités jusqu'a 35 cm; 
- la station basse a éte installee dans l'après-midi du 15 
mars, alors qu'aucune pluie n'était survenue depuis le 13; 
le so l  étant peu couvert et l'insolation forte, l'humidité 
a nettement diminue en surface depuis la veille. 
Au-delà de 35 em, la différence entre les 2 stations 
marquée entre les 2 stations jusqu'à 35 cm: 
reste très limitée (toujours inférieure à 1 point d'humidité). 
I 3 3  
~ 
La fïgure 3 présente la moyenne des comptages 
neutroniques effectués juste après l'installation de chaque , 
tube d'accès ( à  chaque profondeur, la mesure est double, voire 
triple). 
Les résultats notés 2 5 cm de profondeur (BASINT haute et 
HAUTINT haute) n'ont qu'un interi% limite, les comptages etant 
peu fiables a moins de 10 cm de profondeur. 
Avant 25 cm de profondeur, puis au-delà de 95 cm, les 
profils neutroniques des stations SAVANE basse et BASINT haute 
sont peu différents. Ils différents nettement de 25 à 95 cm, 
les valeurs relevées sur la parcelle BASINT Btant plus fortes 
(ce qui n'&tait pas le cas pour les humidités pondBrales). 
Les profils neutroniques des 2 stations de la parcelle 
HAUTINT sont voisins dans l'ensemble. On note une petite 
différence à 155-165 cm. 
3.4 Relation c o w e  neutronime / hum i d i t é  loondera lp, 
Sur les graphes de la figure 4,  les humidités pondérales 
sont reprGsentc5es en abscisse et les comptages neutroniques en 
ordonnée. 
Pour la station SAVANE basse, tous les points, sauf un, 
sont alignés sur une droite. Celle-ci coupe les axes vers 
450 c/s et 31%. 
Le point correspondant à la profondeur 15 cm (la plus 
superficielle ici) est à l'écart. Cet écart est peut-être 
expliqué par une différence de densité apparente entre ce 
niveau et les autres. 
Pour la station BASINT haute, environ un tiers des points 
sont à l'écart de la droite coupant les axes vers 450 c/s et 
31%. Toutefois, ces écarts restent modérés, sauf pour le point 
correspondant h la profondeur 5 em, d'intérêt limité. Après 
pondération par les densités apparentes, il est possible que 
l'alignement s'améliore. 
FIG. 3 : COMPTAGES NEUTRONIQUES 
Parcelle SAVANE 
(1 3.05.93) 
Station haute 1 1 
,* i 
....................... i ...................... ....... ............... (. ................. 
i "", ...................... 
Profondeur (cm) 
Parcelle BASINT 
(1 2.05.93) 
E 
j 
1 6 0 0  o v I 
rr 500 ........... ....................... ....................... ...................... ....................... .i. ; .; 1 = o _ _ _  i f  i I 
Profondeur (cm) 
Station haute 
Parcelle HAUTINT 
( i 4  & 15.03.93) 
h 
t )  
Statlon haute 
Profondeur (cm) 
9 
4 
Pour la station HAUT.INT haute, la plupart des points sont 
alignés sur une droite coupant les axes vers 450 c/s et 31%. 
Seuls les points correspondant aux profondeurs 15 et surtout 
5 cm (et dans une moindre mesure 25, 35 et 45 cm) sont 8 
l'écart. Après pondération par les densités, il est possible 
que l'alignement s'améliore. 
Pour' la station HAUTINT bas, seul le point correspondant 
a la profondeur 25 cm est a l'écart d'une droite coupant les 
axes vers 450 c/s et 31%. Cette profondeur est souvent celle 
d'un niveau compacté, plus dense. La prise en compte des 
densités est susceptible de rapprocher ce point de la droite. 
L'étalonnage sera effectué définitivement lorsque tous 
les tubes auront été installés (2 le seront vers septembre), 
et lorsqu'on disposera des résultats de densité apparente. On 
pourra alors relier précisément un comptage neutronique 8 une 
humidité volumique. 
Dans les graphes présentés au 3.4 (Fig. 4), l'alignement 
de nombreux points sur une même droite montre qu'il est 
possible d'estimer l'humidité pondérale à partir des comptages 
neutroniques. Toutefois, cette estimation reste souvent 
grossière pour 5, 15 voire 25 cm. 
B. Barthès, C. Hartmann & E. Toutou-Missié, avec la 
collaboration de P. "Goma, 1993b.- Mesures de teneur 
en eau pondérale et de résistance à la pénétration sur 
le site IBSRAM de Loudima (Congo). Choix de sites de . ,& 
i' 
C. Hartmann, 1992.- Fiche-programme 1993 du Laboratoire '! 
d'Etude des Sols Cultivés. ORSTOM, Brazzaville, 6 p. 
mesures. DGRST-ORSTOM, Brazzaville, 23 p. 1 pu:.cfy= U. ir fixs ~ ,+-* .&: .y&"., 
C. Hartmann, 1993.- Caractérisation du volume poral des sols 
du site de l'essai IBSRAM de Loudima (Rép. du Congo). 
DGRST-ORSTOM, Brazzaville, 10 p. 
IBSRAM (International Board for Soil Research and Management 
Incorporated), 1991.- Etude comparative de quatre 
systèmes de culture à base manioc, un témoin et trois 
systèmes plus ou moins intensifiés en milieu paysan 
dans la vallee du 'Niari. Proposition de projet. IBSRAM, 
Abidjan, 36 p. 
FIG. 4 : RELATION COMPTAGE / HUMIDITE PONDERALE 
Station SAVANE basse 
(1 3a.63) 
- 
HumldM pondbrsle ( X )  
Station BASINT heute 
(1 205.W} 
Humidité pondérale (%) 
Station HAUTIPJT haute 
P (1 Aca93) 
Humidfté pond6rsle (%) 
Station HAUTINT basse 
(1 5u3.93) 
HumldMpond6mle (%) , 
1 =5cm/2= 15cm/3 =25cm/4=35cm/5 =45cm/6=55 
10=95cm/l1 =I 05cm/12=115cm/l6=155cm/l7=1C L% 


Installation de stations tensio-humidimétriques et de captage de solution sur le site IBSRAM de Loudima (Congo) : bilan au 01.06.1993

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