Intérêt de la géophysique de subsurface et de la télédétection multispectrale pour la cartographie des sols et le suivi de leur fonctionnement hydrique à l’échelle intraparcellaire

Les objectifs de ce travail sont : (1) expérimenter les méthodes de télédétection et de géophysique comme moyen d'aide à la cartographie et à la reconnaissance de la variabilité spatiale des sols et de leurs propriétés pérennes à l'échelle intraparcellaire ; (2) acquérir des données fiables sur une variable conjoncturelle qui est l'état hydrique instantané de la couverture pédologique et suivre son fonctionnement hydrique dans le temps ; (3) comparer les méthodes géophysiques au sol et de télédétection en termes de convergence ou de complémentarité. Ce travail a été effectué sur deux sites expérimentaux localisés dans des régions de grandes cultures caractérisées par une forte variabilité spatiale intraparcellaire des sols : la Petite Beauce et le Laonnois. L'étude de la variabilité spatiale des sols est réalisée soit à l'aide de prospections électriques ou électromagnétiques au sol, soit au moyen de données de télédétection multispectrale aéroportée. L'influence de l'humidité sur la résistivité électrique des sols à été étudiée à différentes échelles d'investigation : sous conditions contrôlées au laboratoire, sous conditions naturelles "in situ", d'abord sur des sites "ponctuels" puis sur une section 2D de sol et enfin sur des surfaces représentatives de parcelles agricoles. Les résultats montrent que la résistivité électrique des sols diminue lorsque leur teneur en eau augmente. Le suivi diachronique par panneau électrique 2D de la résistivité électrique d'une section de sol a permis : (1) de suivre le fonctionnement hydrique du sol (infiltration/déssèchement) ; (2) de délimiter les zones d'écoulements préférentiels (3) de délimiter les horizons pédologiques en 2D ; (4) de révéler les caractéristiques structurales des horizons résultant des pratiques culturales (tassement). Des sections de teneur en eau instantanée ont ensuite été modélisées.Les prospections électriques multi-dates, effectuées avec le multipôle MUCEP, assurent une reconnaissance de la variabilité spatiale des sols avec une résolution décamétrique, tout en assurant une vision dynamique du fonctionnement hydrique de la couverture de sol à l'échelle de la parcelle. Les résultats de télédétection montrent que la réflectance des sols est principalement contrôlée par la plus ou moins grande profondeur d'apparition des substrats calcaires. Elle apporte ainsi une information indirecte sur le développement du sol. Les liens existant entre la réflectance spectrale et les propriétés de surface des sols, pérennes et conjoncturelles, ont été précisés et hiérarchisés pour la parcelle étudiée. Toutefois des différences apparaissent dans la délimitation spatiale de ces unités. En effet, les données radiométriques ou géophysiques permettent de discriminer la majorité des unités de sols. Les mesures de télédétection caractérisent l'état de surface des sols alors que les prospections géophysiques assurent une reconnaissance 3D de la couverture pédologique et permettent une étude dynamique de son fonctionnement hydrique interne. A l'inverse de la télédétection, la géophysique ne peut fournir des informations instantanées sur de grands territoires. Elle apparaît comme une méthode complémentaire répondant aux besoins de l'Agriculture de Précision et capable d'établir un lien entre les approches "ponctuelles" (sites ou multisites) et les approches spatiales aéroportées ou satellitales.