Méthodes de mesure de l'humidité du sol

Méthodes de mesure de l'humidité du sol

Le sol est l'une des ressources naturelles dont dépendent les êtres humains pour leur survie et constitue la base de la croissance et du développement des plantes. L'état du sol est étroitement lié à la survie et à la reproduction de la société humaine. Outre les cultures hydroponiques, l'eau du sol est la principale source d'absorption d'eau par les plantes. La dissolution et l'absorption de divers engrais dans le sol, ainsi que la décomposition et la transformation de la matière organique, sont également étroitement liées à la teneur en eau du sol.

La mesure de l'humidité du sol est la teneur en eau, qui correspond au pourcentage du poids de l'eau par rapport au poids du sol. Déterminer la teneur en eau du sol et comprendre les besoins en eau des cultures est essentiel à la production agricole. Les méthodes actuelles de mesure de l'humidité du sol comprennent la méthode de pesage par séchage, la méthode tensiométrique, la méthode de résistance, la méthode neutronique, la méthode des rayons R, la méthode du rapport d'ondes stationnaires, la méthode optique, la réflectométrie temporelle (TDR) et la méthode des oscillations à haute fréquence (FDR). Parmi ces méthodes, les plus courantes et les plus simples sont la méthode de séchage et la méthode de résistance.

Méthode TDR :

Le terme chinois TDR signifie « réflectométrie temporelle ». Il s'agit d'une méthode de mesure de l'humidité du sol développée dans les années 1980. Cette méthode est très répandue à l'étranger. En Chine, elle n'a été introduite que récemment, mais elle a immédiatement retenu l'attention de divers services. La transmission temporelle TDR est un moyen courant de surveiller rapidement l'humidité du sol. Le principe est le suivant : la forme d'onde transmise sur une ligne de transmission non adaptée est transmise, et la forme d'onde en tout point de la ligne de transmission est la superposition de la forme d'onde d'origine et de la forme d'onde transmise. Le temps de réponse de l'équipement basé sur le principe TDR est d'environ 10 à 20 secondes, ce qui est adapté aux mesures mobiles et à la surveillance en point fixe.

Le TDR présente une forte indépendance et ses résultats ne sont pratiquement pas affectés par des facteurs environnementaux tels que le type de sol, sa densité et sa température. De plus, il présente un autre point important : le TDR permet de mesurer l'humidité du sol sous gel, une performance inégalée par d'autres méthodes. De plus, il permet de surveiller simultanément la teneur en eau et en sel du sol, et il n'y a pratiquement aucune différence entre les résultats des deux mesures avant et après. La précision de ce test est évidente.

Méthode FDR :

Le nom chinois de la méthode FDR est « méthode d'oscillation haute fréquence », et son origine est légèrement postérieure à celle de la TDR. Initialement, en raison du coût élevé des équipements TDR, des sociétés étrangères comme AquaSPY et Sentek ont développé la FDR afin de trouver une méthode plus simple que la TDR pour mesurer la constante diélectrique du sol. La FDR est non seulement moins chère que la TDR, mais elle offre également un temps de mesure plus court. Après un étalonnage spécifique du sol, la précision de mesure est élevée et la forme de la sonde n'est pas limitée. Elle peut mesurer plusieurs profondeurs simultanément et l'acquisition de données est plus facile.

La méthode FDR adopte le principe de fonctionnement de l'impulsion électromagnétique et mesure la constante diélectrique apparente du sol en fonction de la fréquence de propagation de l'onde électromagnétique dans le milieu, obtenant ainsi la teneur en eau volumétrique du sol.

Méthode de séchage :

La méthode de séchage est une méthode courante et standard pour déterminer l'humidité du sol. Plus précisément, il suffit de prélever une certaine quantité de terre du champ, de la placer dans une étuve à 105 °C et de la laisser sécher. La méthode de séchage standard est la suivante : les deux pesées avant et après séchage sont constantes. La perte d'humidité après séchage correspond à la teneur en eau du sol. La formule de calcul est la suivante : teneur en eau du sol = W/M*100 %, M étant le poids du sol avant séchage, W étant le poids de l'humidité du sol, c'est-à-dire la différence entre M et le poids du sol M' après séchage.

Méthode de résistance :

La méthode de résistance électrique utilise la résistance électrique du gypse, du nylon, de la fibre de verre, etc., ainsi que leur teneur en eau. Lorsque ces matériaux intermédiaires et les électrodes sont placés dans un sol humide, leur teneur en humidité atteint un équilibre après un certain temps. Grâce à la relation entre résistance et teneur en eau, nous avons préalablement calibré une certaine correspondance entre résistance et pourcentage. Grâce à ces composants, nous pouvons obtenir des mesures d'humidité comprises entre 1 et 15 atmosphères de succion.

Les valeurs mesurées par la méthode de séchage sont précises, mais présentent l'inconvénient d'une faible performance en temps réel. Pour une mesure rapide, un capteur de température et d'humidité du sol peut être utilisé . Ce capteur utilise deux principes de surveillance : la réflectométrie temporelle (TDR) et l'oscillation haute fréquence (FDR), qui permettent de fournir une humidité du sol plus précise en temps réel.

La surveillance de l'humidité du sol est désormais utilisée non seulement pour la détection de l'humidité des sols agricoles, mais aussi dans de nombreux bâtiments tels que les voies ferrées, les autoroutes, les centrales hydroélectriques, les canaux et les maisons. L'état d'humidité du sol est une information essentielle. Pour obtenir des données précises et disposer de suffisamment de temps, la méthode de séchage traditionnelle est la solution. Pour connaître l'humidité du sol en temps réel, optez pour un capteur d'humidité du sol (TDR/FDR).