MESURE DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES ET BIOLOGIQUES

Environ 400 capteurs sont installés dans le dispositif expérimental, parmi lesquels :

• 2 tours à flux de CO₂ et vapeur d’eau ;
  
• une station météorologique ;
  
• 84 bougies poreuses ;
  
• 40 plaques lysimétriques ;
  
• 136 sondes d'humidité ;
  
• 120 sondes de température ;
  
• 3 lysimètres ;
  
• 12 enceintes de mesure des gaz CO₂ et N₂O.

ANALYSE DES FLUX VERS L’HYDROSPHERE

Elle est capitale du fait de la succession temporelle de cultures annuelles et de prairies qui détermine fortement la composition chimique de la solution du sol.

Les bilans hydriques du sol sont suivis par un dispositif de mesure de l’humidité du sol par TDR (10 profils de TDR à 10, 20, 30, 60, 80 et 100 cm de profondeur couplés avec des profils de température). Ils sont confrontés pour les deux modes d’occupation du sol (prairie et culture) aux mesures de flux de vapeur d’eau réalisées en continu sur les « grandes parcelles » adjacentes par la méthode des corrélations turbulentes.

En dehors du calcul des bilans d’eau du sol, les profils TDR et de température fournissent des données indispensables au pas de temps journalier pour les équipes de recherche qui souhaitent analyser les processus dans le sol et établir ou calibrer leurs modèles (e.g. minéralisation des MOS, activités microbiennes, fonctionnement des peuplements végétaux, etc.).

Photos: 1. Chambres de mesure N₂O et CO₂ - 2. Mât de mesure CO₂ - 3 et 4. Installation de plaques lysimètriques dans le sol.

Afin d’analyser la composition de la solution du sol qui percole en dessous de la zone d’enracinement (105 cm de profondeur), deux systèmes complémentaires sont en place depuis 2004 :

• un système de 40 plaques lysimétriques (8 par traitement expérimental) permettant de collecter l’eau gravitaire qui quitte la zone d’enracinement ;
• un système de 60 bougies poreuses (15 par traitement). Ces bougies sont insérées également à une profondeur de 105 cm.

Les bougies poreuses permettent d’avoir accès à la solution du sol en dehors des périodes de drainage. Les collectes d’eau sont effectuées quotidiennement en période de drainage et échantillonnées par quinzaine ou par période de drainage ; et des extractions de la solution du sol par les bougies peuvent être réalisées à la demande des équipes de recherche.

Ce dispositif extrêmement lourd a consisté en l’installation des capteurs dans le sol non perturbé, reliés à 5 fosses bétonnées étanches équipées pour la collecte et l’acquisition des autres mesures (Humidité, température). Le dispositif est opérationnel et enregistre depuis janvier 2005 les différentes variables.

ANALYSE DES FLUX VERS L’ATMOSPHERE

Les flux de CO₂ et de H₂O sont mesurés à partir de deux dispositifs de mesure des corrélations turbulentes (anémomètres soniques et capteurs de CO₂ et H₂O associés) :

• l’un de ces deux dispositifs est installé de manière permanente sur la « grande parcelle » correspondant au traitement « prairie de longue durée » ;
• l’autre dispositif est mobile et permettra de faire des campagnes de mesures comparatives sur les autres traitements conduits en grandes parcelles.

A ces deux dispositifs est associé un ensemble de capteurs permettant de mesurer le bilan d’énergie du système sol-végétation atmosphère (bilan radiatif, bilan de chaleur sensible et de chaleur latente). Ces données sont enregistrées de manière continue. Elles servent au calage et au développement des modèles SVAT. Cet ensemble a été complété en 2006 par 2 séries de chambres de mesure du N₂O et CO₂ émis par le sol.