# Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé - Evaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température

Amaury Lérondel

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Amaury Lérondel. Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé - Evaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température. 2017, 31 p. hal-01607580

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UNIVERSITE D'ORLEANS
Observatoire des Sciences de l'Univers en Région Centre

Master de Sciences de la Terre et Environnement
1ère année 2016/2017

Rapport de stage de recherche (T.E.R.)

Soutenance : 1er juin 2017 à 15h30

Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température

Par Amaury Lérondel

Sous la direction de : Mme. I. Cousin, Mme. M. Seger et Mr. Y. Coquet
Résumé

Le contexte actuel de dérèglement climatique et d'augmentation de la population mondiale renforce la nécessité de sécuriser la production alimentaire. Il est nécessaire d'améliorer les connaissances sur les apports d'eau qui permettent de maintenir la production végétale. Parmi l'ensemble des processus hydriques qui existent dans les sols agricoles, celui des remontées capillaires est encore partiellement méconnus. Dans ce contexte, l'URSOLS conduit des recherches visant à mesurer in situ ces remontées capillaires, et s'est récemment doté d'un dispositif en forage de mesure en continu de la résistivité électrique (SMD) et de la température du sol depuis la surface jusqu'à 3,4 m de profondeur. L'objectif de cette étude est de participer à la qualification du dispositif de mesure en caractérisant le milieu avant installation et en analysant les premières mesures suite à son installation.

La caractérisation au préalable du milieu par tomographie électrique a permis d'obtenir des valeurs de résistivité du milieu avec un système d'acquisition connu et maîtrise. Le milieu ainsi caractérisé présente une structure tabulaire constituée d'un premier niveau (environ 1 m) de résistivités comprises entre 10 et 40 ohm.m recouvrant un milieu plus résistant (40 à 110 ohm.m) pour les profondeurs supérieures à 1m. Ces résultats sont en cohérence avec les descriptions pédologiques qui décrivent des horizons de sols argilo-limoneux sur des horizons de matériau parental calcaire, plus résistant.

En ce qui concerne le dispositif SMD, la résistivité électrique et la température ont pu être suivies dans le temps depuis son installation le 20 avril 2017. L'analyse des premières mesures a montré que le dispositif SMD est capable de suivre dans le temps la résistivité électrique et la température du sol. Les valeurs obtenues sont comprise entre 20 à 70 Ω·m, ce qui est une gamme plus faible que les valeurs de référence mesurées par tomographie électrique et qui peut être attribué à la présence de bentonite encore humide autour des capteurs de mesure. Ce travail d'analyse a également permis d'identifier des problèmes sur la fréquence d'acquisition, en cours d'analyse par le constructeur.

Mots clés : Remontées capillaires, Tomographie électrique, Suivi en continu, Dispositif en forage, Suivi, Résistivité électrique, Température.
Remerciements

Je souhaite remercier Mme Isabelle Cousin pour son accompagnement et son aide durant
ce stage et plus particulièrement lors de la rédaction du rapport.

Je remercie également Mme Maud Seger pour m'avoir accompagné et guidé lors de ce stage.

Je remercie Mr Yves Coquet pour m'avoir aidé lors de la rédaction de ce rapport.

Je tiens à remercier la société imaGeau pour leur aide apportée suite à l'installation de leur dispositif.
## Table des matières

<table><tr><td>Résumé</td><td>2</td></tr><tr><td>Remerciements</td><td>3</td></tr><tr><td>Table des matières</td><td>4</td></tr><tr><td>Table des figures</td><td>5</td></tr><tr><td>Introduction</td><td>6</td></tr><tr><td>I. Contexte de la zone d'étude</td><td>7</td></tr><tr><td>1) Contexte géographique et occupation des sols</td><td>7</td></tr><tr><td>2) Cadre géologique et pédologique</td><td>8</td></tr><tr><td>3) Cadre climatique et hydrogéologique</td><td>10</td></tr><tr><td>II. Matériels et méthodes</td><td>11</td></tr><tr><td>1) Dispositifs géophysiques de mesure de la résistivité électriques</td><td>11</td></tr><tr><td>a) Profils de tomographie électriques : mesures prospectives</td><td>11</td></tr><tr><td>b) Monitoring de résistivité en forage : Le dispositif SMD</td><td>12</td></tr><tr><td>2) Caractérisation du milieu d'implantation</td><td>15</td></tr><tr><td>a) Sondages pédologiques</td><td>15</td></tr><tr><td>b) Mesure de teneur en eau du sol</td><td>15</td></tr><tr><td>III. Résultats et discussion</td><td>16</td></tr><tr><td>1) Caractérisation du sol préalablement à l'installation du dispositif</td><td>16</td></tr><tr><td>a) Descriptions pédologiques</td><td>16</td></tr><tr><td>b) Caractérisation de la teneur en eau des horizons</td><td>17</td></tr><tr><td>c) Résultats des mesures par tomographie électrique</td><td>19</td></tr><tr><td>2) Suivi en continu de la résistivité électrique et de la température par le dispositif SMD</td><td>22</td></tr><tr><td>a) Présentation générale des données</td><td>22</td></tr><tr><td>b) Fréquence et qualité des mesures</td><td>23</td></tr><tr><td>c) Présentation des résultats obtenus et discussion</td><td>25</td></tr><tr><td>Conclusion</td><td>27</td></tr><tr><td>Annexe 1</td><td>28</td></tr><tr><td>Annexe 2</td><td>29</td></tr><tr><td>Références bibliographiques</td><td>30</td></tr></table>
Table des Figures

<table><tr><td>Figure 1 : Position du site d'étude et limites du système aquifère de Beauce (Bruand et al., 1997)</td><td>7</td></tr><tr><td>Figure 2 : Colonne lithostratigraphique du système aquifère de Beauce (Desprez et Mégnien, 1975)</td><td>8</td></tr><tr><td>Figure 3 : Schéma d'organisation des formations géologiques de la Beauce selon une coupe SW-NE (BRGM, 1997)</td><td>9</td></tr><tr><td>Figure 4 : Fluctuations du niveau piézométrique sur la zone d'étude, de début 1992 à fin 1998 (Schnebelen, 2000)</td><td>10</td></tr><tr><td>Figure 5 : Schéma des mesures prospectives de tomographie électrique et des observations de sol associées</td><td>11</td></tr><tr><td>Figure 6 : Dispositif permettant la mesure de résistivité électrique par tomographie avec le résistivimètre Syscal Pro et les équipements associés</td><td>12</td></tr><tr><td>Figure 7 : Photo d'une électrode et d'un capteur de température sur le tube en PVC</td><td>13</td></tr><tr><td>Figure 8 : Photographie du dispositif SMD après installation, alimentation par panneau solaire (à gauche), intérieur du boîtier de pilotage (à droite)</td><td>13</td></tr><tr><td>Figure 9 : Schéma du dispositif SMD avec une représentation des électrodes AMNB concernées par les deux premières mesures</td><td>14</td></tr><tr><td>Figure 10 : Photographie du tube installée dans le forage avant la mise en place du ciment bentonitique</td><td>14</td></tr><tr><td>Figure 11 : Photo du CALCOSOL limono-argileux lors d'un sondage</td><td>16</td></tr><tr><td>Figure 12 : Position des différents sondages pédologiques (« Sx ») et des sondages de teneur en eau (« Wy »), en fonction du profil le plus long. (Le sondage de teneur en eau W4 a été réalisé le 9 mai ; tous les autres sondages ont été réalisés le 19 avril)</td><td>17</td></tr><tr><td>Figure 13 : Graphique du taux d'humidité du sol en fonction de la profondeur mesuré le 19 avril (W1 et W2) et le 9 mai (W4). Les limites des horizons des mesures en W1 et W2 ont été figurées, à titre indicatif</td><td>18</td></tr><tr><td>Figure 14 : Graphique du taux d'humidité du sol en fonction de la profondeur mesuré le 19 avril, après un épisode pluvieux</td><td>19</td></tr><tr><td>Figure 15 : Profil de résistivité apparente avec un écartement de 0,50 m</td><td>19</td></tr><tr><td>Figure 16 : Profil de résistivité apparente avec un écartement d' 1 m</td><td>20</td></tr><tr><td>Figure 17 : Profil de résistivité interprétée à partir de mesures réalisées avec un espacement de 1 m (la description des sondages pédologiques est reportée sur le graphique)</td><td>21</td></tr><tr><td>Figure 18 : Profil de résistivité interprétée à partir de mesures réalisées avec un espacement de 0,5 m (la description des sondages pédologiques est reportée sur le graphique)</td><td>21</td></tr><tr><td>Figure 19 : Suivi de la résistivité du sol en fonction du temps. Le cadre rouge 1 montre les résultats obtenus suite à l'installation du dispositif et à la première injection de bentonite, le cadre rouge 2 correspond à la deuxième injection de bentonite, le cadre 3 à l'apparition d'un événement particulier à 2,5m de profondeur</td><td>22</td></tr><tr><td>Figure 20 : Suivi de la température du sol en fonction du temps (cette figure résulte de l'assemblage de deux demi-images, interpolées séparément avant leur assemblage, ce qui explique l'apparente discontinuité à 1,75 m)</td><td>23</td></tr><tr><td>Figure 21 : Graphique de la résistivité de surface le 4 mai 2017</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 22 : Graphique de la température de surface le 4 mai 2017</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 23 : Évolution des températures moyennes atmosphériques sur la période de mesure</td><td>26</td></tr><tr><td>Annexe 1 : Appareillage du dispositif SMD</td><td>28</td></tr><tr><td>Annexe 2 : Tableaux des sondages pédologiques</td><td>29</td></tr></table>
Introduction

Le réchauffement climatique en cours modifie le régime des précipitations et des températures : dans nos régions en particulier, les épisodes de sécheresse devraient s'accentuer, de même que les précipitations devraient être plus inégalement réparties au cours de l'année. Il s'ensuit que la disponibilité en eau pour les cultures pourrait être modifiée. Parallèlement, l'augmentation de la population mondiale accentue la demande en produits agricoles, pour l'alimentation notamment. Ces deux éléments de contexte renforcent la nécessité de sécuriser la production alimentaire, au niveau global et local. Pour maintenir la production végétale avec des apports en eau de plus en plus aléatoires, il est nécessaire de considérer l'ensemble des processus hydriques qui permettent l'apport d'eau aux plantes, et, parmi ceux-ci, les processus d'alimentation hydrique par remontées capillaires, encore partiellement méconnus.

La Beauce est une région française céréalière intensive irriguée. Dans cette région, et plus particulièrement dans le secteur de Villamblain (3 500 ha), en Petite Beauce, de nombreuses études en cartographie des sols ont montré que le sol est d'épaisseur variable (Besson, 2007), parfois peu épais (d'épaisseur inférieure à 1 m), mais très productif néanmoins. C'est pourquoi, on suspecte la présence d'une alimentation hydrique par le bas.

Ce travail s'inscrit donc dans le cadre général de caractérisation des remontées capillaires. L'objectif de cette étude est ainsi d'installer et de qualifier un dispositif géophysique de suivi de la résistivité électrique en continu dans un forage. On pose l'hypothèse que la résistivité électrique devrait permettre le suivi des mouvements d'eau.

La résistivité électrique notée rho (ρ) en Ω·m est utilisée afin de déterminer la capacité d'un horizon du sol à limiter le passage du courant électrique. Elle dépend de différentes caractéristiques du sol comme la porosité, le pourcentage de vides remplis par l'eau, la concentration ionique de la solution du sol, la texture et la teneur en argile, la température et l'état de l'eau (liquide, solide ou vapeur) (Samouëlian et al., 2005). Parmi ces paramètres, la porosité, la température et la teneur en eau sont des facteurs d'ordre 1 (Besson, 2007). Il est possible de s'affranchir des effets de la température sur le signal de résistivité en utilisant des modèles correctifs (Besson et al., 2008). La teneur en eau a un effet variable selon les saisons : en effet, en période humide (début automne à fin printemps), elle a un effet prédominant sur le signal de résistivité. Alors qu'en période plus sèche (fin printemps à début automne), avec une alternance de sécheresses et de pluies, le sol subit un assèchement lent puis des phases de réhumectation. Cela entraîne un effet sur la résistivité qui se surimpose aux effets de la température avec plus d'amplitude (Hesse, 1964).

Notre travail s'est déroulé en deux phases : dans un premier temps, nous avons qualifié le milieu d'étude ; dans un second temps, nous avons installé et évalué le dispositif de suivi des mouvements d'eau dans le sol par le dispositif de résistivité électrique en forage.

Après avoir précisé le contexte géologique de la zone d'étude, les matériels et les méthodes seront présentées, puis après avoir discuté la validité analytique des résultats, ceux-ci seront discutés.
# I. Contexte de la zone d'étude

## 1) Contexte géographique et occupation des sols

La zone étudiée du lieu-dit Les Hôtels se situe en France, dans la région de la Beauce, plus précisément dans la région agricole de la « Petite Beauce ». Cette région agricole est à la limite occidentale du département du Loiret près de Villamblain. Elle se situe au sud-ouest de l'aquifère de Beauce (Figure 1). L'aquifère de Beauce est réparti sur les deux bassins hydrologiques Seine-Normandie et Loire-Bretagne, et sur les deux régions Îles-de-France et Centre-Val de Loire. Cet aquifère est l'un des plus grands réservoirs d'eau souterraine de France avec une superficie de 9 000 km² (Schnebelen, 2000). Les sols sont occupés par une agriculture intensive, à 90% céréalière, où 85% des surfaces sont irriguées (Besson, 2007). Notre site se situe en bordure d'une parcelle privée où du maïs y est cultivé (culture de blé l'année passée).

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 : Position du site d'étude et limites du système aquifère de Beauce (Bruand et al., 1997).</figcaption></figure>
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## 2) Cadre géologique et pédologique

L'aquifère de la Beauce s'est principalement développé dans une zone calcaire. Les dépôts présents sont une alternance de dépôts calcaires et sablo-argileux mis en place durant le Tertiaire (de l'Éocène au Miocène) (Figure 2).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 2 : Colonne lithostratigraphique du système aquifère de Beauce (Desprez et Mégnien, 1975).</figcaption></figure>

Cette alternance repose en discordance sur la craie du Crétacé (Figure 3).

Dans cette zone, une variation d'altitude est observable, allant de 118 à 137m. Cette variation est possiblement due à la dissolution des calcaires donnant des dolines et des cuvettes qui sont très perméables.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 3 : Schéma d'organisation des formations géologiques de la Beauce selon une coupe SW-NE (BRGM, 1997).</figcaption></figure>

Au-dessus des dépôts Tertiaires précédents, il est possible de distinguer deux principaux paysages. Le premier est un plateau de limons et le deuxième est un système de vallons calcaires peu encaissés qui résulte de l'érosion et du remaniement du premier.

Les sols de cette zone sont de quatre types : des néoluvisols, des luvisols, des calcisols et des calcosols. Différents matériaux peuvent constituer le substrat de ces sols, tels qu'une couverture argilo-limoneuse, un ensemble de calcaire cryoturbé, un ensemble de calcaire tendre ou une dalle de calcaire dur de Beauce. Ces sols, sont constitués d'une succession d'horizons du sol :

- Des horizons de surface (environ 30 cm) : horizon argilo-limoneux (LA), horizon argilo-limoneux organo-minéral calcique (LACi) ou calcaire (LAca),

- Des horizons structuraux : horizon argilo-limoneux structural calcique (Sci) ou calcaire (Sca)

- Des horizons de matériau parental : horizon de calcaire cryoturbé (IICK) ou horizon de calcaire tendre (IIICK).
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### 3) Cadre climatique et hydrogéologique

L'épaisseur de l'aquifère de Beauce varie entre 18 à 56 m, et la Zone Non Saturée (ZNS) l'accompagnant varie de 9 à 25 m d'épaisseur. L'alimentation de cet aquifère se fait majoritairement par infiltration de l'eau météorique. Celle-ci est possible grâce au climat de type continental tempéré avec une influence océanique où la pluviométrie moyenne annuelle (enregistrée par la station de Bricy en 1990) est de 660 mm avec un maximum à 850 mm et un minimum à 413 mm. Cependant, l'évapotranspiration moyenne annuelle est de 767 mm, ce qui en fait une zone à déficit hydrique. La température moyenne annuelle est de 10,5°C.

La surface piézométrique de cet aquifère est libre, sauf au nord où elle est semi-captive par le passage sous la Molasse du Gâtinais.

L'écoulement de la nappe s'effectue du nord-ouest vers le sud-est avec une légère crête piézométrique au nord-ouest du site expérimental. Celle-ci se déplace et ne limite donc pas en permanence les apports latéraux qui sont importants en amont du site. De plus, son niveau piézométrique connaît des fluctuations. En effet, son niveau varie de 109 à 112 m (Figure 4).

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 4 : Fluctuations du niveau piézométrique sur la zone d'étude, de début 1992 à fin 1998 (Schnebelen, 2000).</figcaption></figure>
## II. Matériels et méthodes

### 1) Dispositifs géophysiques de mesure de la résistivité électriques

#### a) Profils de tomographie électriques : mesures prospectives

#### Mesures

La technique de tomographie de résistivité électrique permet de réaliser, grâce à une ligne de plusieurs d'électrode, une image en deux dimension de la résistivité électrique du sol le long d'un profil.

La veille de l'installation (19 avril 2017) du dispositif de suivi électrique en continu (SMD), deux profils de tomographie électrique, centrés sur la position du futur forage (S4, Figure 5) ont été réalisés :

- Le premier a une longueur de 31 m et comporte 32 électrodes chacune espacées de 1 m (en noir, Figure 5). La profondeur maximale d'investigation est d'environ 5,60 m.

- Le second a une longueur de 15,50 m et comporte également 32 électrodes, avec un espacement de 0,50 cm (en rouge, Figure 5). La profondeur maximale d'investigation est d'environ 2,80 m. Les deux mesures ont été réalisées en mode Wenner.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 5 : Schéma des mesures prospectives de tomographie électrique et des observations de sol associées.</figcaption></figure>

Les mesures ont été réalisées grâce à un résistivimètre Syscal Pro (Iris Instrument) et le matériel associé (multinodes et multiplexeurs) permettant la connexion des 32 électrodes et leur interrogation selon les séquences pré-enregistrées (Figure 6).
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé - Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 6 : Dispositif permettant la mesure de résistivité électrique par tomographie avec le résistivimètre Syscal Pro et les équipements associés.</figcaption></figure>

## Analyses des données

Les mesures de résistivité apparente (mesures brutes) sont analysées grâce au logiciel Prosysll : ce logiciel permet de télécharger les données enregistrées lors de la mesure et de visualiser rapidement les valeurs sous forme de graphique ou d'images en deux dimensions. Cette étape permet d'observer les ordres de grandeur mesurés et d'identifier d'éventuels problèmes de qualité de la mesure.

Une fois les résistivités apparentes visualisées et nettoyées, nous avons interprété les données par une modélisation inverse (données interprétées). Cette dernière nous permet de proposer une image en 2D des résistivités à des profondeurs données. Cette opération a été réalisée grâce au modèle de Loke et Barker (1996) implémenté dans le logiciel Res2Dinv (paramètres par défaut).

## b) Monitoring de résistivité en forage : Le dispositif SMD

### Caractéristiques du dispositif

Ce dispositif est composé d'un tube en PVC de 125 mm de diamètre et de 3,40 m de long sur lequel sont régulièrement positionnées 24 électrodes permettant la mesure de la résistivité et 7 capteurs de température.

Les électrodes sont des anneaux de cuivre recouvert d'or pour éviter la détérioration du cuivre (Figure 7). Ces électrodes sont espacées de 10 cm de 0 m jusqu'à 1,40 m et de 20 cm de 1,40m à 3,40 m. Les capteurs de température sont de type thermistance (modèle Pt100, Figure 7) et sont répartis le long de la colonne aux profondeurs suivantes : 0,15 m, 0,25m, 0,56m, 1,05m, 1,75m, 2,4m, 3m.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 7 : Photo d'une électrode et d'un capteur de température sur le tube en PVC.</figcaption></figure>

Tous ces capteurs sont reliés, par des fils électriques, à la surface à une centrale d'acquisition autonome (Figure 8) (alimentation par panneau solaire) qui gère, via un ordinateur, les acquisitions à une fréquence modulable à distance par un opérateur. La fréquence d'acquisition a été réglée à 4/jour. Les descriptifs des différents constituant de la centrale d'acquisition est présenté dans l'Annexe 1.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 8 : Photographie du dispositif SMD après installation, alimentation par panneau solaire (à gauche), intérieur du boîtier de pilotage (à droite)</figcaption></figure>

Pour la mesure de résistivité, les électrodes sont interrogées successivement selon une configuration Wenner : le courant électrique d'intensité connue est injecté par le couple d'électrodes A et B. La mesure de différence de potentiel s'effectue grâce aux deux électrodes M et N. A chaque mesure est donc utilisé 4 électrodes adjacentes et après chaque mesure, les électrodes se décalent d'un cran (Figure 9), jusqu'en bas de la colonne. Cette interrogation s'arrête lorsque toutes les électrodes ont été interrogées.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

Une mesure est un ensemble de 10 répétitions, ce qui permet de de qualifier la qualité de la mesure. La durée totale d'une séquence dure moins de 5 minutes ; nous considérons donc que c'est une mesure instantanée.

## Déroulé de l'installation

Le 20 avril 2017, un forage a été réalisé (société Exeau, 45) avec un diamètre de 185 mm, Le tube en PVC de 125 mm de diamètre est installé dans le trou foré, puis l'espace annulaire d'environ 3 cm autour de ce tube est cimenté avec de la bentonite (Figure 10).

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 9 : Schéma du dispositif SMD avec une représentation des électrodes AMNB concernées par les deux premières mesures.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 10 : Photographie du tube installée dans le forage avant la mise en place du ciment bentonitique.</figcaption></figure>

La mise en place d'un ciment bentonitique dans l'espace annulaire est essentielle pour maintenir un bon contact entre les électrodes et le milieu environnant. Cette étape constitue un point crucial pour la qualité des mesures.

La période qui a suivi cette installation a été marquée par plusieurs phases :

- Une phase de tests réalisés par la société imaGeau afin de voir si des problèmes surviennent lors du fonctionnement du dispositif. Ces tests ont duré pendant une semaine (du 21 avril au 30 avril 2017).

- Une deuxième coulée de ciment bentonitique le 2 mai, En effet, nous avons constaté lors d'une visite de terrain que la bentonite coulée le 20 avril n'était plus présente dans la partie supérieure de la colonne.
## 2) Caractérisation du milieu d'implantation

### a) Sondages pédologiques

Lors des mesures par tomographie électrique, sept sondages pédologiques ont été réalisés (S1 à S7 Figure 5). Ces sondages, réalisés à la tarière, permettent d'identifier et de décrire les différents horizons du sol, grâce à l'expertise d'un pédologue. Chaque horizon est décrit selon la nomenclature Donesol (Grolleau et al., 2004). Cette observation de terrain permet de caractériser des éléments qui concernent la texture du sol (appréciation « à la main »), la présence de calcaire (réaction du sol à l'acide), l'humidité, la proportion d'éléments grossiers (EG) et la présence de taches d'hydromorphie ou d'oxydation.

### b) Mesure de teneur en eau du sol

Des sondages de teneur en eau ont également été effectués. Ces sondages ont été réalisés aux positions W1, W2 et W3 (Figure 5). Lors de ces sondages, une partie du sol (sortie à l'aide d'une tarière) a été prélevée tous les 10 cm et mis dans des boites hermétiques. Une fois au laboratoire, ces échantillons sont pesés, séchés à 105°C pendant 48h puis de nouveau pesés. Ces masses permettent de déterminer le pourcentage d'humidité dans notre sol.
La teneur en eau des horizons a été déterminée la veille de l'installation du dispositif SMD, soit le 19 avril 2017. Le 9 mai 2017, un nouveau sondage a été réalisé au niveau du dispositif après un épisode pluvieux (12 mm le 30 avril 2017 et 17 mm le 6 mai 2017).
### III. Résultats et discussion

#### 1. Caractérisation du sol préalablement à l'installation du dispositif

##### a) Descriptions pédologiques

Les sept sondages pédologiques effectués ont mis en évidence un même type de sol de type CALCOSOL limono-argileux sain (Figure 11). Il s'agit d'un sol carbonaté présentant la succession d'horizons suivante :

- Un horizon de surface (LAca) : calcaire, de texture limono-argileuse, d'épaisseur variable comprise entre 25 et 35 cm, avec quelques éléments grossiers (graviers calcaires)

- Deux à trois horizons structuraux (Sca1, Sca2 et Sca3) : calcaires, de textures limono-argileuse à argilo-limoneuse avec une épaisseur totale variable comprise entre 40 et 90 cm avec quelques éléments grossiers (graviers calcaires)

- Un horizon de matériau parental (Cca) : calcaire meuble de couleur beige. Sa profondeur d'apparition varie entre 75 cm et 115 cm.

Sept tableaux ont été créés afin de synthétiser les informations récupérées lors des sondages (Annexe 2).

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 11 : Photo du CALCOSOL limono-argileux lors d'un sondage.</figcaption></figure>

Les 7 sondages ont été représentés selon leur position le long du profil électrique avec leurs horizons et les profondeurs associées (Figure 12).
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Figure 12 : Position des différents sondages pédologiques (« Sx ») et des sondages de teneur en eau (« Wy »), en fonction du profil le plus long. (Le sondage de teneur en eau W4 a été réalisé le 9 mai ; tous les autres sondages ont été réalisés le 19 avril)

Cette représentation (Figure 12) met en évidence le caractère oscillant de l'épaisseur d'apparition du matériau parental calcaire. Au niveau du sondage S4 (position du dispositif de suivi en continu), le sol est plus épais (apparition du calcaire à 115 cm).

## b) Caractérisation de la teneur en eau des horizons

Les Figures 13 et 14 présentent les résultats des teneurs en eau mesurées en fonction de la profondeur respectivement le 19 avril (sondages W1, W2 et W3) et le 9 mai (sondage W4).
Les sondages W1 et W2 possèdent le même comportement c'est-à-dire une très forte variation entre la teneur en eau dans l'horizon de surface : les valeurs sont comprises entre 16 et 30 %, avec une diminution très forte entre 5 et 10 cm. La valeur d'humidité à 5 cm est très élevée (environ 30%) et pourrait correspondre à un effet de rosée. Le sondage W4 possède un comportement différent des deux autres, l'humidité dans l'horizon de surface diminue de façon plus monotone. Pour les trois sondages, la teneur en eau diminue avec la profondeur, atteignant, dans les horizons plus profonds, des valeurs inférieures à 20 %.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 13 : Graphique du taux d'humidité du sol en fonction de la profondeur mesuré le 19 avril (W1 et W2) et le 9 mai (W4). Les limites des horizons des mesures en W1 et W2 ont été figurées, à titre indicatif.</figcaption></figure>

La courbe du 9 mai 2017 (en vert, Figure 13) montre une nette augmentation de la teneur en eau du sol dans le premier horizon, par rapport au 19 avril : les humidités de surface sont supérieures à 35 %. L'humidité décroît progressivement jusqu'à 50 cm (<25%) et le sol redevient un peu plus humide dans l'horizon Sca2 et Cca (environ 25%).
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 14 : Graphique du taux d'humidité du sol en fonction de la profondeur mesuré le 19 avril, après un épisode pluvieux.</figcaption></figure>

### c) Résultats des mesures par tomographie électrique

#### Les résistivités électriques apparentes (mesures brutes)

Les Figures 15 et 16 présentent une représentation en 2D des valeurs de résistivité mesurées, il s'agit des valeurs mesurées, brutes.

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 15 : Profil de résistivité apparente avec un écartement de 0,50 m.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 16 : Profil de résistivité apparente avec un écartement d' 1 m.</figcaption></figure>

Les résistivités mesurées sont comprises entre 20,66 et 72,98 ohm.m pour le petit profil et entre 26,31 et 111,21 ohm.m pour le plus grand profil. Pour les deux profils, on observe une augmentation de la résistivité avec la profondeur. Ce résultat est cohérent avec la connaissance que nous avons du terrain (sol limono-argileux sur calcaire).

La visualisation des données brutes a permis d'identifier un problème de mesure au niveau d'une électrode : en effet, toutes les mesures où cette électrode était mise en jeu présentaient des valeurs plus élevées que les mesures adjacentes, quel que soit le niveau. Nous avons choisi de supprimer ces valeurs aberrantes.

## Les résistivités interprétées (inversées)

Les inversions des profils de résistivité ont permis d'obtenir les images en 2D de résistivité interprétée présentées sur les Figures 17 et 18. Sur ces figures sont représentées les limites des horizons pédologiques observés.

Ces inversions confirment le milieu tabulaire de notre zone d'étude avec une oscillation des différentes couches, comme les sondages pédologiques. La résistivité augmente progressivement avec la profondeur, en cohérence avec la connaissance que nous avons du terrain. Les résistivités inversées dans la couche qui correspond aux horizons de sol (LAca, Sca1, Sca2 et Sca3) sont comprises entre 20 et 40 ohm.m. On observe, dans cette zone, des variations latérales de la résistivité. Au-delà, à partir de l'apparition de l'horizon Cca, les résistivités sont plus élevées et atteignent des valeurs supérieures à 110 ohm.m.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Figure 17 : Profil de résistivité interprétée à partir de mesures réalisées avec un espacement de 1 m (la description des sondages pédologiques est reportée sur le graphique).</figcaption></figure>

<caption>Figure 18 : Profil de résistivité interprétée à partir de mesures réalisées avec un espacement de 0,5 m (la description des sondages pédologiques est reportée sur le graphique).</caption>
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé - Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

## 2. Suivi en continu de la résistivité électrique et de la température par le dispositif SMD

### a) Présentation générale des données

Les Figures 19 et 20 présentent les résultats des mesures de résistivité et de température depuis la mise en place du dispositif, c'est à dire durant trois semaines. Il s'agit de représentations interpolées entre les différents niveaux de mesure et de date à date. Les données de température sont présentées en deux graphiques interpolés.

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Figure 19 : Suivi de la résistivité du sol en fonction du temps. Le cadre rouge 1 montre les résultats obtenus suite à l'installation du dispositif et à la première injection de bentonite, le cadre rouge 2 correspond à la deuxième injection de bentonite, le cadre 3 à l'apparition d'un événement particulier à 2,5m de profondeur.

Les résistivités mesurées par le SMD depuis le début de l'installation observables sont comprises entre 10 et 70 ohm.m et sont structurées verticalement comme suit :

- Des résistivités comprises entre 10 et 35 ohm.m dans la couche de 0 à 2,50 m ;

- Des résistivités comprises entre 35 et 70 ohm.m au-delà de 2,50 m. Dans cette couche de 2,50 m à 3,40 m, on observe une couche moins résistante à un peu moins de 3m intercalées entre deux couches plus résistantes ;

Ces valeurs de résistivités sont cohérentes, dans la partie supérieure (inférieure à 1 m) avec les valeurs mesurées par résistivité électrique. En revanche au-delà de 1 m, les résistivités mesurées par le SMD sont très inférieures à celles que nous avions mesurées par tomographie électrique.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Figure 20 : Suivi de la température du sol en fonction du temps (cette figure résulte de l'assemblage de deux demi-images, interpolées séparément avant leur assemblage, ce qui explique l'apparente discontinuité à 1,75 m).

## b) Fréquence et qualité des mesures

Le cahier des charges d'installation et de mise en place du dispositif SMD prévoit une mesure toutes les 6 heures pour la résistivité et la température.

Un problème technique, en cours de résolution, a été identifié. Il concerne certaines mesures de résistivité électrique de surface, le matin (Figures 21 et 22) : en effet, du 4 au 9 mai 2017, à 0,35 m et 0,45 m, les valeurs mesurées pouvaient varier de 3 ohm.m en 30 minutes.

Nous avons présenté cette constatation au constructeur qui nous a confirmé que pendant cette période, des ont été mises en œuvre pour stabiliser les fréquences de mesure,
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Figure 21 : Graphique de la résistivité de surface le 4 mai 2017.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Figure 22 : Graphique de la température de surface le 4 mai 2017.</figcaption></figure>

L'analyse des répétitions de mesure montre que les mesures prises à 0,35 cm présentent régulièrement une qualité moins bonne que les autres mesures. Ce problème a été pris en compte par le constructeur et est actuellement en cours d'analyse.
### c) Présentation des résultats obtenus et discussion

L'évolution des mesures au cours du temps montrent des événements remarquables :

- Une première phase (encadré rouge 1 Figure 19), qui correspond aux toutes premières mesures, juste après l'installation et l'apport de bentonite humide. Les résistivités en surface sont très faibles et ré-augmentent progressivement jusqu'au 26 avril. Durant cette période les résistivités de surface (correspondant aux mesures avec des écartements de 10 cm entre les électrodes) sont certainement encore très influencées par la bentonite liquide, très conductrice. Les valeurs de profondeurs (correspondant aux mesures avec des écartements de 20 cm entre les électrodes) sont beaucoup plus stables car probablement moins influencées par la présence de bentonite.

- Le 2 mai, on observe une diminution nette de la résistivité dans la couche de 0 à 1 m (encadré rouge 2 Figure 19). Il s'agit de la deuxième injection de bentonite. Cet effet reste marqué dans le temps les résistivités n'ont pas ré-augmenté depuis le 2 mai dans ce premier mètre. Cela est cohérent avec ce que nous avons observé sur le terrain : en effet, 2 semaines après ce 2ème apport, la bentonite est encore très liquide avec un taux d'humidité supérieure à 200 % (mesures réalisées le 18 mai).

- A partir du 10 mai, on observe l'apparition de résistivités présentant une nette augmentation (30 à 70 ohm.m) à 2,5m de profondeur (Figure 19). Nous n'avons pas décelé de problème technique à ce niveau et nous supputons un phénomène lié au sol.

Les cartes de la température (Figure 20) montrent des valeurs comprises entre 11 et 16 °c, qui sont des ordres de grandeurs cohérents par rapport aux données de la littérature.

Les mesures dans la couche 0-1 m présentent une variabilité plus importante que dans la couche au-delà de 1 m où les températures sont stables, autour de 11 °C. Cela est consistent avec le fait que les couches superficielles du sol subissent d'avantage d'échanges thermiques avec l'atmosphère. Les températures augmentent progressivement dans le temps dans la couche de surface avec une période plus chaude à partir du 12 mai. Cette observation est cohérente avec les températures atmosphériques mesurées à la station météorologique de Bricy (météo-France), comme le montre le graphique de la Figure 23.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

Evolution des températures moyennes atmosphériques sur la période de mesure

Données de la station de Bricy

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 23 : Évolution des températures moyennes atmosphériques sur la période de mesure.</figcaption></figure>
Conclusion

Ce travail avait pour objectif d'installer un dispositif en forage de suivi en continu de la
résistivité électrique (dispositif SMD) qui devrait permettre, à terme, de caractériser les
mouvements d'eau verticaux descendants et ascendants dans le sol et le toit de la zone non
saturée.

Dans un premier temps, des sondages pédologiques nous ont permis de caractériser le sol, et de le décrire comme un CALCOSOL limono-argileux, dont l'épaisseur des horizons peut être variable, même sur de courtes distances.

Le dispositif SMD nous a permis de suivre dans le temps la résistivité électrique et la température du sol. Les valeurs obtenues par ce dispositif, qui varient de 20 à 70 Ω·m, sont du même ordre de grandeur que celles obtenues par des tomographies de résistivité électrique réalisées préalablement à l'installation du SMD. L'analyse des données en obtenues en continu a permis de voir des évolutions de la température du sol, en cohérence avec les évolutions du climat au cours de la période de suivi. En revanche, nous n'avons pas pu observer une éventuelle évolution de la résistivité électrique dans les couches superficielles du sol suite à une pluie : en effet, les premières pluies sont tombées au moment de la deuxième injection de bentonite destinée à assurer un bon contact entre le sol et le dispositif SMD ; l'écoulement de la bentonite a masqué les écoulements hydriques. Toutefois, au cours de la courte période d'étude, on observe une évolution de la résistivité en profondeur, à la profondeur de 2,70 m ; les processus à l'origine de cette augmentation de la résistivité restent à élucider.

Au final, les mouvements d'eau dans le sol, tels qu'une infiltration préférentielle de l'eau suite à des pluies abondantes ou des remontées capillaires consécutives à une demande évapotranspiratoire forte, n'ont pu être observées au cours ce travail, car la période d'analyse consécutive à l'installation du dispositif était trop courte. Quelques problèmes techniques en lien avec la fréquence d'acquisition des mesures restent également à résoudre. Cependant, à une échéance proche, le suivi en continu des flux d'eau dans le profil de sol et le toit de la ZNS devrait permettre de progresser dans la connaissance des processus hydriques des sols de Beauce. Des préconisations en termes de pratiques d'irrigation pourront être éventuellement proposées aux agriculteurs.
Annexe 1

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

1. Pc embarqué + cartes SIM + Compact Flash (disque dur)

2. Module / chargeur solaire

3. Cartes électtroniques pour la mesure de résistivité

4. Alimentation d'injection CC pour la mesure de résistivité

5. Convertissuer de tension 12 VDC vers 230 VAC

6. Automate Timer

7. Câbles d'arrivée des électrodes

Annexe 1 : Appareillage du dispositif SMD.
Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

Annexe 2

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 1 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-35</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>35-55</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>55-75</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>2</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>75+</td><td>C ca</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 2 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-35</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>35-55</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>3</td></tr><tr><td>55-75</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>3</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>3</td></tr><tr><td>75+</td><td>C ca</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 3 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-30</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>30-55</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>55-75</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>3</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>3</td></tr><tr><td>75+</td><td>C ca</td><td>LM</td><td>4</td><td>Beige blanc</td><td>Frais</td><td>40</td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 4 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-25</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>0</td></tr><tr><td>25-50</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>50-80</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>2</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>80-115</td><td>S ca3</td><td>AL</td><td>3</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>2</td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 5 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-35</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>35-60</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>60-80</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>2</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>80+</td><td>C ca</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 6 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-35</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>35-55</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>55-75</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>3</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>5</td></tr><tr><td>75+</td><td>C ca</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Profondeur (cm)</th><th colspan="6">Sondage 7 : Calcosol limono-argileux</th></tr><tr><th>Nom horizon</th><th>Texture</th><th>intensité HCl</th><th>Couleur</th><th>Humidité</th><th>% EG (calcaire)</th></tr></thead><tbody><tr><td>0-35</td><td>LA ca</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>1</td></tr><tr><td>35-55</td><td>S ca1</td><td>LA</td><td>2</td><td>Brun foncé</td><td>Frais</td><td>3</td></tr><tr><td>55-75</td><td>S ca2</td><td>AL</td><td>2</td><td>Brun ocre</td><td>Frais</td><td>2</td></tr><tr><td>75+</td><td>C ca</td><td></td><td>3</td><td>Beige blanc</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Annexe 2 : Tableaux des sondages pédologiques.
Références bibliographiques

**Besson A., 2007.** Analyse de la variabilité spatio-temporelle de la teneur en eau des sols à l'échelle parcellaire par la méthode de résistivité électrique. Thèse 3ème cycle, Université d'Orléans.

**Besson A., Cousin I., Dorigny A., Dabas M. and King D., 2008.** The temperature correction for the electrical resistivity measurements in undisturbed soil samples : Analysis of the existing conversion models and proposition of a new model. Soil Science 2008 ; 173 : 707-720.

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**Desprez N. et Mégnien C., 1975.** Atlas hydrogéologique de la Beauce, BRGM, Service Géologique Régional du Bassin de Paris, Orléans, 112 p.

**Grolleau, E., Bargeot, L., Chafchafi, A., Hardy, R., Doux, J., Beaudou, A., Le Martret, H., Lacassin, J.C., Fort, J.L., Falipou, P., Arrouays, D., 2004** - Le système d'information national sur les sols: DONESOL et les outils associés. Etude et Gestion des Sols, 11 (3), 255-269.

**Hesse A., 1964.** Prospections géophysiques à faible profondeur. Applications à l'archéologie. Thèse de l'Université de Paris, 133p.

**Loke M.H. and Barker R.D.,1996.** Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections using a quasi-Newton method, Geophy. Prosp., 44, pp. 131-152.

**Samouëlian A., Cousin I., Tabbagh A., Bruaud A. and Richard G., 2005.** Electrical resistivity survey in soil science: a review. Soil & Tillage Res. 83 : 173-193.

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# Suivi du fonctionnement hydrique d'un sol cultivé – Évaluation d'un dispositif de mesure en continu de la résistivité électrique et de la température.

Amaury Lé rondel

11 avril – 26 mai 2017

**Mots clés** : Remontées capillaires, Tomographie électrique, Suivi en continu, Dispositif en forage, Suivi, Résistivité électrique, Température.

Le contexte actuel de dérèglement climatique et d'augmentation de la population mondiale renforce la nécessité de sécuriser la production alimentaire. Il est nécessaire d'améliorer les connaissances sur les apports d'eau qui permettent de maintenir la production végétale. Parmi l'ensemble des processus hydriques qui existent dans les sols agricoles, celui des remontées capillaires est encore partiellement méconnus. Dans ce contexte, l'URSOLS conduit des recherches visant à mesurer in situ ces remontées capillaires, et s'est récemment doté d'un dispositif en forage de mesure en continu de la résistivité électrique (SMD) et de la température du sol depuis la surface jusqu'à 3,4 m de profondeur. L'objectif de cette étude est de participer à la qualification du dispositif de mesure en caractérisant le milieu avant installation et en analysant les premières mesures suite à son installation. La caractérisation au préalable du milieu par tomographie électrique a permis d'obtenir des valeurs de résistivité du milieu avec un système d'acquisition connu et maîtrise. Le milieu ainsi caractérisé présente une structure tabulaire constituée d'un premier niveau (environ 1 m) de résistivités comprises entre 10 et 40 ohm.m recouvrant un milieu plus résistant (40 à 110 ohm.m) pour les profondeurs supérieures à 1m. Ces résultats sont en cohérence avec les descriptions pédologiques qui décrivent des horizons de sols argilo-limoneux sur des horizons de matériau parental calcaire, plus résistant.

En ce qui concerne le dispositif SMD, la résistivité électrique et la température ont pu être suivies dans le temps depuis son installation le 20 avril 2017. L'analyse des premières mesures a montré que le dispositif SMD est capable de suivre dans le temps la résistivité électrique et la température du sol. Les valeurs obtenues sont comprise entre 20 à 70 Ω·m, ce qui est une gamme plus faible que les valeurs de référence mesurées par tomographie électrique et qui peut être attribué à la présence de bentonite encore humide autour des capteurs de mesure. Ce travail d'analyse a également permis d'identifier des problèmes sur la fréquence d'acquisition, en cours d'analyse par le constructeur.

**Encadrement** :

Isabelle COUSIN (Directrice de Recherche), INRA - Centre Val de Loire - Site d'Orléans, 2163 avenue de la pomme de pin, 45075 ORLEANS Cedex 2, FRANCE, Tel : +33 (0)2 38 41 48 03, Courriel : isabelle.Cousin@orleans.inra.fr.

Maud SEGER (Ingénieure d'études), INR, INRA - Centre Val de Loire - Site d'Orléans, 2163 avenue de la pomme de pin, 45075 ORLEANS Cedex 2, FRANCE, Tel : +33 (0)2 38 41 80 46, Courriel : Maud.Seger@orleans.inra.fr.

Yves Coquet (Directeur de l'OSUC), Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), 1 A rue de la Ferolerie, 45071 ORLEANS CEDEX 2, Tel : +33 2 38 49 49 68, Courriel : yves.coquet@univ-orleans.fr.