Analyse et modélisation couplée des processus hydro-géochimiques de la salinisation des sols. Application aux sols rizicoles irrigués de l'Office du Niger (Mali)

Cette étude a pour objectif l'analyse des mécanismes de salinisation, alcalinisation et sodisation des sols irrigués. A l'échelle du profil de sol, elle vise à identifier les phénomènes hydro-géochimiques et leurs interactions et à comprendre leur évolution dans le cas des sols rizicoles de l'Office du Niger (Mali). La démarche s'appuie sur des expérimentations en milieu contrôlé, des suivis de terrain et sur la modélisation numérique des processus. Un modèle numérique mécaniste intégrant les processus hydro-géochimiques selon des lois cinétiques a été développé en couplant un modèle déterministe de transfert d'eau et de solutés et un modèle géochimique intégrant les processus de précipitation/dissolution des minéraux et d'échanges cationiques. Les résultats obtenus à partir d'observations faites sur un monolithe de sol en infiltration montrent l'importance de considérer les couplages entre écoulement et processus géochimiques pour expliquer les évolutions chimiques observées dans la solution du sol. Dans ce sol structuré, les échanges cationiques ont, en particulier, un fort impact sur l'évolution de la concentration des éléments dans la solution du sol. Le modèle numérique a été calé à partir de ces expérimentations. Les résultats du calage montrent que les évolutions des concentrations simulées et observées sont voisines mais qu'il subsiste, dans le cas des solutés réactifs, des écarts entre les valeurs simulées et observées. Les processus d'échanges et de précipitation/dissolution de minéraux sont également mis en évidence dans des sols rizicoles irrigués. Les caractéristiques hydro-géochimiques de deux profils de sol ont été suivis pendant une année de culture. Pendant la période de submersion, on note une forte augmentation de l'alcalinité dans la solution du sol que les seuls processus de précipitation/dissolution de minéraux et d'échanges cationiques ne suffisent pas à expliquer. L'hypothèse de l'existence de processus d'oxydo-réduction influant sur la balance alcaline du sol est discutée. L'ensemble des processus géochimiques et des mécanismes de transfert est alors étudié au regard des pratiques d'irrigation de ces sols.