Proposition de stage de Master 2006 Thème - lha

Le 28/06/2005
UMR Climat, Sol, Environnement – Avignon
Proposition de stage de Master 2006
Thème : Utilisation des signaux électriques dans la détermination
des flux d’eau dans les sols
Contexte : Dans les problématiques agronomiques et environnementales, il est nécessaire de
déterminer les flux d'eau et de solutés circulant dans le sol. Ceci nécessite classiquement, au champ,
des sites de mesure type bilan hydrique qui impliquent des installations relativement lourdes à mettre
en œuvre et difficilement répétables dans l’espace pour estimer l’hétérogénéité des transferts
hydriques. Devant cette ‘lourdeur’ expérimentale, il serait souhaitable de pouvoir disposer de
systèmes de mesure des flux d’eau (en sens et intensité) plus faciles à mettre en œuvre et
automatisables. Pour cela, l’idée est d’utiliser une variable indirecte, liée au flux hydrique, et aisément
mesurable. La polarisation spontanée, qui est l’existence de tensions électriques générées
naturellement dans les sols ou milieu poreux, pourrait être cette variable mesurée. En effet, lors de
l’écoulement de l’eau dans un milieu poreux (qui présente le plus souvent une charge électrique de
surface) une différence de tension électrique apparaît entre l’amont et l’aval de l’écoulement. Ce
phénomène de couplage entre champ électrique et flux d’eau a été bien étudié dans le cas des
milieux saturés (avec, par exemple, des applications pour la localisation des infiltrations ou
exfiltrations sous les barrages et digues), mais peu de données existent dans le cas des milieu non-
saturés tels que les sols.
Objectifs et moyens : Il est proposé au cours du stage d’étudier expérimentalement et de
paramétrer (avec quelques fondements théoriques) la relation entre gradient de tension électrique
(polarisation spontanée) et flux d’eau dans le cas de sols non-saturés. Une partie du travail sera fait
en laboratoire, où l’on peut maîtriser les conditions expérimentales (en termes de pression, de flux, de
température) pour des colonnes de sol de petite taille et sur différents types de sol. L’étude en
laboratoire sera complétée par une étude au champ où seront installés des sites de bilan hydrique
pour estimer le drainage ainsi que des électrodes de mesures du potentiel spontané.
Cette étude se place dans un contexte plus large concernant l’hétérogénéité et la description des
écoulements de l’échelle de la colonne à celle de la parcelle, qui réunit des géophysiciens et des
physiciens du sol avec également d’autres aspects de l’utilisation de la polarisation spontanée (i.e.
localisation du toit de l’aquifère superficiel).
Le stage se déroulera à Avignon (INRA) avec quelques déplacements à Aix en Provence (CNRS -
CEREGE - Equipe Hydrogéophysique et Milieux Poreux, André Revil).
Compétences recherchées : Connaissances de base en mécanique des fluide, en particulier sur
les écoulements en milieux poreux; goût pour l’expérimentation.
Lieu du stage : INRA -- Unité Climat Sol, Environnement – Batiment « Sol »
Domaine St Paul -- Site Agroparc
84 914 Avignon cedex 9
Responsables/contacts Claude Doussan (Chargé de Recherche)
Tél.: [phone], Fax: [phone]
E-mail : [email protected]