L'eau dans la tranche superficielle du sol : La réserve hydrique

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La tranche supérieure du sol, colonisée par les racines, permet à la végétation de s’alimenter en eau en l’absence de précipitation par l’intermédiaire de la «réserve hydrique». Il va s’agir d’estimer cette réserve hydrique et de comprendre comment elle se reconstitue et comment elle s’épuise au cours de l’année hydrologique.

Estimation de la réserve hydrique

La réserve hydrique d’un sol peut être définie comme la quantité maximum d’eau dont peut disposer la végétation pour son alimentation lors des déficits pluviométriques : elle correspond au volume d’eau de rétention compris entre la capacité au champ (ou capacité de rétention) et le point deflétrissement et, ce, sur la profondeur de sol accessible aux racines. Parce que cette réserve est «utile» à la végétation, elle porte le nom de réserve utile; tout en privilégiant le terme plus explicite de réserve hydrique, elle sera ici désignée par l’abréviation du terme réserve utile, Ru, pour réserver Rh à la réserve
hydrologique. Cette réserve est donc une valeur fixe pour un sol et elle s’exprime en lame d’eau (soit le volume d’eau rapporté à l’unité de surface), comme la pluie. L’estimation de la valeur de cette réserve passe par la détermination des constantes
hydriques définies plus haut et, plus précisément, la capacité de rétention et le point de flétrissement.
Un sol présente des horizons différents depuis l’horizon de surface, le plus évolué et le plus riche en matière organique, jusqu’aux horizons de profondeur, en général plus minéraux. La granulométrie, comme la teneur en matière organique des différents horizons, est très variable, entraînant des valeurs variables des constantes hydriques. Celles-ci sont alors déterminées par tranches de sol ou, mieux, par horizons pédologiques.
Les constantes hydriques peuvent s’estimer à partir de méthodes de laboratoire,ou de méthodes de terrain, toujours préférables mais lourdes. En ce qui concerne la capacité de rétention, la plus simple des méthodes de terrain consiste à mesurer in
situ la teneur en eau d’un sol saturé et ressuyé pendant 24 ou 48 heures, suivant sa nature ; on réserve le terme de capacité au champ à la capacité de rétention mesurée par cette méthode. Le point de flétrissement s’estime presque toujours à partir de mesures
de laboratoire. Il existe aussi une approche moins rigoureuse, basée sur la simple granulométrie, qui permet une estimation sommaire mais rapide.
Pour passer des valeurs de teneur en eau disponible,à la réserve utilisable par la végétation, il faut prendre en compte la profondeur de sol colonisé par les racines.
Par exemple, si l’humidité volumique d’un sol après ressuyage est de 20 %, une tranche de 100 mm contient 20 % de son volume en eau, soit une lame d’eau de 20 mm; la valeur totale de la réserve dépend de cette profondeur.
Une profondeur d’enracinement plus importante a pour résultat une réserve utile plus élevée, et une évaporation d’été potentiellement plus forte, ce qui retarde la reprise des écoulements d’hiver en les minimisant d’autant. Or, cette profondeur dépend largement du type de végétation et c’est probablement par cet intermédiaire que les activités humaines modifiant l’occupation du sol – peuvent avoir des conséquences les plus grandes sur l’abondance de l’écoulement annuel.