Documents Formaterre : Manipulations analogiques et numériques sur le SOL et le Sous-sol :décembre 2011

par François TILQUIN (francois.tilquin.38@gmail.com) . Documents et modèles à la fin de cette page.

L'EROSIOTRON ©

C'est un modèle analogique qui permet de simuler l'érosion d'un sol grâce à un bac inclinable, et une source d'eau identique dans 2 situations. On peut faire varier plusieurs paramètres comme le volume et le débit d’eau, la pente de sol, le couvert végétal, la perméabilité, l'aménagement du sol on peut quantifier la charge de terre érodée, par filtration ou décantation et mener une véritable démarche expérimentale.

Il est facile à construire mais nécessite quand même quelques bricolages:

Le bac verseur est percé de trous et est rempli avec un bécher pour quantifier le volume. Il vaudrait mieux aussi le séparer en 2 parties étanches afin que le volume soit le même dans les 2 demi sols expérimentaux. Son inclinaison variable permet de faire varier le débit. Le bac test est inclinable et le sol est retenu au fond pour éviter le glissement de terrain. Un grillage plastique fin retient les particules à l'aval (non visible sur la photo). Les articulations des bacs se font avec un axe métallique tournant dans un tuyau de plastique collé au fond des bacs avec un pistollet à colle.

Le témoin permet de vérifier la symétrie du système ou de mesurer la variablilité de la mesure, c'est à dire la fluctuation de l'expérience.

Les résultats sont évalués par décantation si on a beaucoup de temps devant soi ou par filtration, même sans séchage.

Mise en évidence des relations NAPPE-SOL

Le principe général est de montrer que tout ce qui ralenti les flux d'eau horizontaux, favorise les flux d'eau verticaux donc l'alimentation de la nappe.

(Tout ce qui ne ruisselle pas s'infiltre... trivial !!)

Le débit est assez fort pour provoquer des ruissellements; On attend l'équilibre hydrodynamique , puis la hauteur de la nappe est repérée avec du scotch.

Détail du ruissellement.

Sans rien changer au débit, on place de la mousse dans la zone de ruissellement, et on attend le nouvel équilibre: on constate que le niveau de la nappe s'élève: à présent les eaux ne ruissellent plus mais s'infiltrent, autant de plus pour la nappe.

Le niveau de la nappe s'élève car l'eau ne ruisselle plus mais s'infiltre.

Adresses et documents. Désolé, c'est un peu le désordre.

Polycop pédagogiques pour les élèves sur le sol Modele_protocole_MV.doc Alea_erosion_MV.doc Genie_vegetal_MV.doc

Poly Formaterre Darcy (FT) poly_Loi de Darcy.doc

Une page sur les activités avec la "Maquette de nappe phréatique"© pour l'EGU 2012. modele_de_nappe_gift_2012_2.doc

Modèle Excel (désolé pour la présentation) F9 pour faire avancer les modèles d'une unité de temps.

Modèle numérique avec doc de création http://www.ac-grenoble.fr/webcurie/bio/nappe/

Les modèles suivants ne sont pas du tout documentés, désolés..

eau22_2nappes.xls (2 nappes avec perméabilité différente)

eau22_riviere.xls (variation locale de la perméabilité et filtration drainage d'une rivière)
eau22_riviere_profil.xls

sol_pluies_auto.xls (pluviosité automatique)

sol_pluies_auto2.xls

sol_pluies_auto3.xls (avec ruissellement quand la pluie est répartie sur peu de jour, ETP, pulsation de la nappe, et drain variable)

sol_pluies_vierge.xls

Google Earth

sols_Rh_alp.kmz

Adresses utiles:

Documentation du film "Naissance, dynamique, gestion d'une nappe alluviale"© (Exemple de la nappe du DRAC avec un click sur film). http://www.ac-grenoble.fr/webcurie/bio/eau/

Carte des aléas des sols de France http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/ar/272/1122/lerosion-sols.html

Loi de Darcy simplifiée: http://www.u-picardie.fr/beauchamp/cours.qge/du-7.htm

Nombre de jours de pluies etc... http://www.alertes-meteo.com/divers_pheno/pluie_tableaux.htm