Comment tester la teneur en humidité du sol ?

Comment tester la teneur en humidité du sol ?

Il existe plusieurs méthodes pour tester l'humidité du sol, chacune ayant ses propres caractéristiques et applications. Voici quelques méthodes courantes :

 1. Méthode de séchage

- Principe : En comparant la masse du sol avant et après séchage, on déduit le poids de l'eau dans le sol.

- Étapes :

  1. Prélevez un échantillon représentatif de terre fraîche à l'aide d'une tarière sur le terrain. Concassez environ 20 g de terre au centre de la tarière à la profondeur souhaitée et versez-la rapidement dans une grande boîte en aluminium de masse exacte connue. Couvrez-la hermétiquement et placez-la dans une boîte en bois ou un autre récipient pour la rentrer à l'intérieur.

  2. Essuyez l'extérieur de la boîte en aluminium et pesez-la immédiatement.

  3. Pesez la grande boîte en aluminium contenant l'échantillon de sol frais sur une balance à 0,01 g près. Retirez le couvercle et placez la boîte sur la balance.

  4. Retirez le couvercle, placez-le sous la boîte et faites cuire dans un four préchauffé à 105±2°C. 5. Retirez, couvrez et faites cuire.

  5. Retirer, couvrir et laisser refroidir à température ambiante dans un dessiccateur et peser à nouveau.

  6. Calculez la teneur en eau du sol, c'est-à-dire le rapport de la différence entre la masse du sol contenant de l'eau et celle du sol ne contenant pas d'eau à la masse du sol sec.

- Avantages : équipement simple, peu coûteux, mesure précise.

- Inconvénients : grande quantité de travail et perturbation de l'échantillon de sol, ce qui affecte considérablement la précision lorsque la teneur en eau est élevée.

 2. Méthode chimique

- Principe : Déterminer la teneur en humidité du sol en mesurant la réaction chimique entre l'humidité du sol et d'autres substances, telles que la méthode au carbure de calcium, la méthode par immersion et la méthode à l'acide sulfurique concentré.

- Avantages : Simple à utiliser et réalisable sur site.

- Inconvénients : Il peut provoquer une pollution ou des dommages au sol, il doit donc être choisi avec soin dans son application pratique.

 3. Électrométrie

- Principe : Déterminer les caractéristiques des réactions électriques dans le sol pour déterminer sa teneur en eau. Méthodes de résistance, de capacité, de différence de potentiel et de polarisation.

Exemple : La méthode de résistance consiste à enfouir deux électrodes dans le sol, puis à mesurer la résistance entre elles. Dans ce cas, la résistance de contact entre les électrodes et le sol est susceptible d'être bien supérieure à la résistance du sol. Pour résoudre ce problème, un bloc résistif est donc formé en enfouissant les électrodes dans un matériau poreux et perméable à l'eau (gypse, nylon, fibre de verre, etc.).

- Avantages : ne perturbe pas le sol et permet une observation continue à un endroit fixe.

- Inconvénients : coût élevé du matériel.

 4. Méthode d'aspiration

Principe : Détermination de la pression négative dans le sol ou de l’adsorption de l’humidité du sol pour déterminer la teneur en eau du sol. Exemple : Insérer une tête d’argile dans le sol.

Exemple : Lorsque la tête d'argile est insérée dans le sol mesuré, l'eau libre dans le tube traverse la paroi argileuse poreuse et entre en contact avec l'eau du sol, après échange du potentiel hydrique. À ce moment, la valeur lue par le tensiomètre correspond à la valeur de succion de l'eau du sol (à la tête d'argile), c'est-à-dire à la valeur du potentiel de la matrice après avoir ignoré le potentiel gravitationnel. La teneur en eau du sol peut alors être déterminée à partir de la relation entre la teneur en eau du sol et le potentiel de la matrice (courbe caractéristique de l'eau du sol).

- Avantages : Adapté à des études spécifiques ou à des conditions de sol particulières.

- Inconvénients : compliqué et coûteux.

 5. Méthode de rayonnement

- Principe : Mesure des variations du sol par rayons gamma ou neutrons pour déterminer la teneur en eau du sol. Exemples : méthode des rayons gamma et méthode des neutrons.

- Exemple : Le principe de base de la méthode des rayons γ est que lorsque les rayons γ émis par des isotopes radioactifs (les plus couramment utilisés sont le 137Cs et le 241Am) pénètrent dans le sol, leur atténuation augmente avec l'augmentation du poids volumique humide du sol.

- Avantages : haute précision, adapté à la surveillance de grandes surfaces.

- Inconvénients : une exploitation professionnelle est requise et son utilisation est limitée compte tenu de la sécurité radiologique.

 6. Méthode de télédétection

- Principe : Détermination de la teneur en eau du sol par mesure de l'énergie des ondes électromagnétiques émises ou réfléchies par télédétection ou autres techniques.

- Application : La mesure optique est une méthode sans contact permettant de mesurer la teneur en eau du sol. La réflexion, la transmission et la polarisation de la lumière sont également liées à la teneur en eau du sol. Cette mesure permet d'abord de déterminer la constante diélectrique du sol, ce qui permet ensuite d'en déduire la teneur en eau du sol.

- Avantages : Convient pour la surveillance à grande échelle, sans contact.

- Inconvénients : fortement influencé par la météo et le terrain.

 7. Réflectométrie dans le domaine temporel (TDR, Réflectométrie dans le domaine temporel)

- Principe : En mesurant la différence de temps T entre l'incidence et la réflexion des ondes électromagnétiques sur un fil enterré dans le sol, on détermine la constante diélectrique du sol, et on détermine ensuite la teneur en eau du sol.

Processus : onde électromagnétique le long d'un milieu non magnétique dans une ligne de transmission dont la vitesse de transmission est V = c / ε. Pour une longueur de ligne de transmission L connue, et V = L / t, on obtient ε = (ct / L)², où c est la vitesse de propagation de la lumière dans le vide, ε est la constante diélectrique du milieu non magnétique et t est le temps de transmission de l'onde électromagnétique dans le fil. Lorsque l'onde électromagnétique est transmise à l'extrémité du fil, une partie de l'onde électromagnétique est réfléchie le long du fil, de sorte qu'une différence de temps T se forme entre l'incidence et la réflexion.

- Avantages : Fournit des mesures continues et rapides et convient à la surveillance en temps réel.

- Inconvénients : Coût d’équipement plus élevé.

 8. FDR (Réflectométrie dans le domaine fréquentiel)

- Principe : Similaire au TDR, mais utilise la réponse en fréquence pour la mesure, équilibrant ainsi le coût et la précision.

- Avantages : Relativement économique et facile à utiliser.

- Inconvénients : la précision peut être légèrement inférieure à celle du TDR.

 9. Capteurs d'humidité du sol

- Types : Différents types, y compris capacitif, méthode micro-ondes, etc. Enterré directement dans le sol pour surveiller la teneur en humidité en temps réel.

- Application : Convient au système d'irrigation automatisé des terres agricoles, capable de réagir rapidement et de réduire l'intervention manuelle.

- Avantages : Surveillance en temps réel, facile à utiliser.

- Inconvénients : Nécessite une installation adéquate et un étalonnage régulier.

 Autres méthodes

Outre les méthodes ci-dessus, d'autres méthodes peuvent être utilisées pour tester la teneur en eau du sol, telles que la méthode de la gravité spécifique, la méthode du thermocouple et la méthode de conduction thermique. Ces méthodes ont leurs propres caractéristiques et sont adaptées à différents scénarios et conditions.

 Précautions

En pratique, il convient de sélectionner des méthodes d'essai adaptées aux besoins et aux conditions spécifiques. Afin de garantir l'exactitude et la fiabilité des résultats, les points suivants doivent également être pris en compte :

1. sélectionner des échantillons de sol représentatifs pour les tests.

2. maintenir la précision et la stabilité de l'équipement pendant le processus de test.

3. analyser et traiter les résultats des tests de manière scientifique pour éviter l’influence des erreurs et des facteurs perturbateurs.

 Influence de la teneur en humidité du sol sur les plantes

La teneur en humidité du sol a un impact vital sur les plantes, notamment sur les aspects suivants. 

 1. Affecter la croissance et le développement des plantes

- L’humidité est la base des activités physiologiques telles que la photosynthèse, la transpiration et le transport des nutriments chez les plantes.

- Une humidité modérée du sol peut favoriser la croissance et le développement des plantes, de sorte que les plantes maintiennent un état physiologique normal.

- Lorsque la teneur en humidité du sol est trop élevée, le système racinaire de la plante peut être endommagé en raison du manque d'oxygène, ce qui entraîne un mauvais développement des racines, ce qui affecte à son tour la croissance de la plante.

- Lorsque la teneur en eau du sol est trop faible, les plantes peuvent souffrir d'une croissance lente, de feuilles sèches et fanées en raison du manque d'eau, ce qui peut même entraîner la mort des plantes dans les cas graves.

 2. Affecter la photosynthèse des plantes

- La photosynthèse est le principal moyen pour les plantes d’obtenir de l’énergie, et l’eau est un participant important à la photosynthèse.

- Les changements dans la teneur en eau du sol affecteront le potentiel hydrique et la résistance stomatique des feuilles des plantes, ce qui à son tour affecte l'absorption de CO2 et la photosynthèse dans les feuilles.

- Lorsque la teneur en eau du sol est modérée, les feuilles des plantes restent dressées et les stomates sont ouverts, favorisant l'entrée de CO2 et la photosynthèse.

- Lorsque la teneur en eau du sol est trop élevée ou trop faible, le potentiel hydrique des feuilles diminue, la résistance stomatique augmente, la diffusion du CO2 est bloquée, ce qui entraîne une diminution du taux de photosynthèse.

 3. Influencer la transpiration des plantes

- La transpiration est l’un des principaux moyens de dissipation de l’eau chez les plantes et constitue également un moyen important pour les plantes de réguler la température corporelle et de maintenir l’équilibre hydrique dans le corps.

- Les changements dans la teneur en humidité du sol affectent le taux de transpiration des plantes.

- Lorsque la teneur en humidité du sol est modérée, la transpiration des plantes se déroule normalement, ce qui favorise la dissipation de la chaleur et le transport des nutriments dans la plante.

- Lorsque la teneur en eau du sol est trop faible, la transpiration des plantes est affaiblie, ce qui peut entraîner des températures élevées dans la plante et entraver le transport des nutriments.

 4. Affecter l'absorption des nutriments par les plantes

- Les nutriments présents dans le sol sont généralement présents à l’état dissous et les plantes absorbent ces nutriments par le système racinaire.

- Les changements dans la teneur en humidité du sol affectent la solubilité et le taux de diffusion des nutriments, ce qui affecte à son tour l’absorption des nutriments par les plantes.

- Lorsque la teneur en humidité du sol est modérée, la solubilité des nutriments est modérée et le taux de diffusion est rapide, ce qui est favorable à l'absorption des nutriments par les plantes.

- Lorsque la teneur en eau du sol est trop élevée ou trop faible, la solubilité des nutriments peut être réduite ou le taux de diffusion peut être ralenti, ce qui entraîne une obstruction de l'absorption des nutriments par les plantes.

 5. Affecter la résistance des plantes

- Une humidité modérée du sol améliore la résilience des plantes, leur permettant de mieux faire face aux environnements défavorables tels que la sécheresse et les températures élevées.

- Lorsque la teneur en humidité du sol est modérée, l'équilibre hydrique de la plante est maintenu, ce qui est propice aux activités physiologiques normales de la plante.

- Lorsque la teneur en eau du sol est trop faible, les plantes peuvent réduire leur résilience en raison du manque d’eau et sont plus vulnérables au stress environnemental.

En résumé, la teneur en eau du sol a un impact important sur la croissance et le développement des plantes, la photosynthèse, la transpiration, l'absorption des nutriments et la tolérance au stress. Par conséquent, en production agricole, l'irrigation doit être rationnellement adaptée aux besoins de croissance des plantes et aux conditions du sol afin de maintenir une teneur en eau adéquate et de créer de bonnes conditions environnementales pour la croissance des plantes.

Fiche technique du capteur d'humidité du sol :

1. Fiche technique du capteur de température et d'humidité du sol NBL-S-THR

NBL-S-THR-Capteurs-de-température-et-d'humidité-du-sol-Manuel-d'instructions-V4.0.pdf

2. Fiche technique du capteur de température et d'humidité du sol NBL-S-TMC

NBL-S-TMC-Capteur de température et d'humidité du sol et de conductivité.pdf

3.  Fiche technique du capteur de température et d'humidité du sol NBL-S-TM

NBL-S-TM-Capteur-de-température-et-d'humidité-du-sol-Manuel-d'instructions-4.0.pdf

4. Capteur intégré de température, d'humidité , de conductivité et de salinité du sol NBL-S-TMCS 

Capteur de température, d'humidité, de conductivité et de salinité du sol NBL-S-TMCS.pdf