Si la plaque poreuse est contaminée par des particules de terre, sa conductivité change. Comment résoudre ce problème ?
En général, vous pouvez la rincer à l'eau claire, de bas en haut, pour éliminer les particules de terre. Si la plaque poreuse est sale, essayez de la nettoyer sous l'eau avec une brosse ou dans le dessiccateur sous vide. Si cela ne suffit pas, nous vous recommandons de remplacer la plaque pour éliminer les changements de conductivité indésirables.
Est-il préférable de mesurer la conductivité à saturation sur le terrain, car elle couvre l'ensemble du système poreux du sol ? Comment un petit échantillon peut-il représenter les conditions de terrain ?
Il est vrai que les données de terrain sont toujours meilleures, mais de nombreux chercheurs continuent à mesurer la conductivité hydraulique saturée (Ks) à l'aide de carottes en laboratoire. Pour s'assurer que les mesures effectuées à l'aide de petits échantillons sont représentatives des conditions de terrain, il est nécessaire de disposer d'un plus grand nombre de réplicats qui éliminent les chemins ouverts. Nous recommandons d'utiliser cinq réplicats pour comparer les résultats. Si un ou deux échantillons présentent des résultats de Ks beaucoup plus élevés que les autres, ne les incluez pas dans la moyenne finale. Prenez plutôt la moyenne des lectures dont les niveaux sont les plus bas. Les données de conductivité élevées peuvent résulter de chemins ouverts (pores), qui sont le résultat de la coupe d'un échantillon de carotte, mais qui sont plus ou moins passifs sur le terrain.
Pourquoi la courbe de chute ajustée ne correspond-elle pas à mes données ?
Il peut y avoir plusieurs raisons à cela :
1. Si votre échantillon n'est pas monté correctement, il se peut que la base ne soit pas hermétiquement fermée. Dans ce cas, la pression de l'eau ne se rapproche pas de la valeur de zéro hPa à la fin, mais tend à devenir négative. Pour résoudre ce problème, assurez-vous que votre échantillon est correctement remonté. REMARQUE : dans les premières versions de KSAT, une plaque inférieure était utilisée et ne permettait pas toujours d'assurer une connexion étanche avec l'échantillon, en particulier si les cylindres en acier étaient rayés ou sales. Ces plaques ont été remplacées au cours de l'été 2015 par de nouvelles plaques dotées d'un joint en caoutchouc souple. Seules ces nouvelles plaques doivent être utilisées pour garantir une connexion étanche entre l'échantillon et le dôme.
2. In some soils, particularly soils with a loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (for instance, through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. In that case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient, and consequently the change of the hydraulic head with time is not exponential, invalidating Darcy’s law. KSAT is a precision measurement device which shows you this by a misfit of the exponential function: the fitted function will be less curved than the data. Also, you will notice in such a case that the calculated conductivity becomes larger as the size of the pressure head decreases. Under very small gradients, flow might still be laminar. To remedy this, repeat your measurement with a small gradient (for instance, an initial pressure head < 5 cm).
3. Les sols sont des systèmes fragiles et poreux, et leur perméabilité peut changer au cours du processus de mesure. Il y a différentes directions et raisons à cela :
Si l'écoulement se fait principalement à travers des macropores, ceux-ci peuvent s'éroder pendant le processus de mesure, ce qui augmente la conductivité. Cela conduit à un résultat similaire au cas précédent, à la différence que l'effet (augmentation de la conductivité) est durable.
En raison de l'écoulement préférentiel à travers les macropores, ceux-ci peuvent être obturés par des particules de sédiments. Dans ce cas, la conductivité diminuera au cours du processus de mesure. Vous le constaterez à nouveau par une inadaptation apparente de la fonction exponentielle, mais dans ce cas, la courbe exponentielle ajustée sera plus incurvée que les données.
4. Le décalage de votre transducteur de pression peut ne pas être égal à zéro. Cela peut s'expliquer par une dérive de température (si tous les composants de la mesure, c'est-à-dire KSAT, le liquide utilisé et les échantillons de sol n'ont pas été équilibrés à la même température). Pour résoudre ce problème, équilibrez tous les composants à la même température et effectuez le recalibrage du décalage avant la mesure.
Pourquoi le niveau d'eau dans la burette ne descend-il pas à zéro, mais reste-t-il positif ?
Il se peut qu'il y ait de l'air dans le raccord entre la burette et le tube. Pour l'éliminer, remplissez la burette d'eau jusqu'à une hauteur de 20 cm et ouvrez rapidement le robinet du dôme ouvert. L'eau s'écoulera dans le tuyau et entraînera avec elle l'air présent.
La détection automatique du début de la mesure ne fonctionne pas. Quelle en est la raison et que puis-je faire ?
KSAT détecte automatiquement le début d'une mesure par un saut de pression positive dans le signal. Il existe plusieurs raisons possibles et des solutions de coordination pour expliquer pourquoi la détection automatique ne fonctionne pas :
1. L'ouverture de la vanne est trop lente. Dans ce cas, l'augmentation de la pression sera trop graduelle et l'augmentation ne sera pas reconnue. Pour résoudre ce problème, ouvrez la soupape en tournant rapidement le levier.
2. Le transducteur de pression peut ne pas réagir instantanément en raison de couches ou de sédimentation. Dans ce cas, nettoyez le KSAT.
3. Le transducteur de pression est défectueux. Dans ce cas, envoyez le site KSAT à METER.
*DANS TOUS LES CAS : Vous pouvez TOUJOURS démarrer manuellement votre mesure en appuyant sur le bouton "Redémarrer manuellement". Cette solution est également appropriée si vous souhaitez démarrer une mesure KSAT "en cours" - par exemple, si la connexion de la valve à la burette est déjà ouverte (intentionnellement ou accidentellement) lorsque vous souhaitez démarrer votre mesure.
Quel fluide dois-je utiliser pour mes expériences ?
N'utilisez pas d'eau distillée ! Dans les sols sableux, la composition ionique de l'eau n'a pas une grande importance, mais dans les sols à texture fine, la largeur de la double couche électrique sera fortement affectée par la force ionique et la composition ionique de l'eau. En outre, l'utilisation d'eau contenant des anions monovalents ou d'eau distillée peut disperser l'échantillon, réduisant ainsi sa conductivité à saturation. En général, il est recommandé d'utiliser une eau dont la composition ionique est similaire à celle du sol étudié ; cependant, il n'est pas toujours facile de connaître la composition ionique d'une eau. Dans la pratique, on utilise le plus souvent de l'eau du robinet standard, dont il est bon de pouvoir préciser la force ionique. Pour certaines études, en particulier pour les sols susceptibles de se disperser, il est recommandé d'utiliser une solution électrolytique contenant des cations bivalents, par exemple une solution de 0,01 molaire avec du calcium comme cation. Utilisez TOUJOURS de l'eau à la même température que l'environnement du laboratoire où vous effectuez les mesures.
L'eau qui sort du tube d'échappement n'est pas claire. Est-ce un problème ?
La tête de pression que vous avez appliquée est trop élevée pour votre échantillon, ce qui entraîne une érosion et la destruction de votre échantillon. Le capteur de pression de votre instrument est suffisamment précis pour fonctionner avec des têtes de pression minimales. Réglez votre tête de pression entre 2 et 5 cm. En outre, vous obtiendrez généralement les meilleurs résultats avec de petites têtes de pression.
Rien ne se passe lorsque j'ouvre la vanne de raccordement. Mon échantillon est-il imperméable ?
KSAT peut enregistrer même des taux de percolation extrêmement faibles. Si vous avez sélectionné "Auto" pour le taux d'échantillonnage, un point de données ne sera affiché que si une différence minimale de hauteur de pression est enregistrée (la valeur par défaut est de 0,1 cm). Vous pouvez procéder comme suit pour afficher davantage de points :
1. Sélectionnez une différence de hauteur de pression minimale plus petite (jusqu'à 0,01 cm).
2. Sélectionnez un intervalle de temps constant au lieu du mode automatique.
3. Augmentez la hauteur de pression initiale. Nous recommandons toujours de commencer les mesures avec une différence de hauteur de pression ne dépassant pas 5 cm afin de minimiser le risque d'érosion ou de destruction de l'échantillon pendant la mesure. Toutefois, si votre échantillon est manifestement stable, vous pouvez augmenter cette différence jusqu'à 20 cm.
4. Si les conductivités sont si faibles que même les mesures avec une différence de hauteur de pression initiale de 20 cm semblent extrêmement lentes, utilisez le mode d'extension de la burette pour votre mesure afin d'accélérer à nouveau la mesure d'un facteur 50. Pour ce faire, remplissez la burette jusqu'en haut du tuyau avec le tuyau à hauteur de chute constante sur le dessus. Le site KSAT détectera automatiquement que l'eau est délivrée par le tuyau étroit au lieu de la burette large, et calculera la valeur de conductivité appropriée.
Dois-je attendre que la durée de mesure définie soit atteinte ?
Vous pouvez arrêter la mesure avant que la durée de mesure définie ne soit atteinte si les paramètres suivants sont respectés :
la courbe d'ajustement s'adapte aux valeurs mesurées
r² est suffisamment élevé (proche de 1)
suffisamment de valeurs de mesure ont déjà été prises (> 10)
la valeur Ks est constante
Je ne peux pas mesurer les conductivités parce que toute l'eau passe à travers l'échantillon avant même que la mesure automatique ne commence.
La limite supérieure de la gamme des conductivités mesurables avec KSAT est d'environ 5000 cm/d. Dans ce cas, le niveau d'eau initial traverse l'échantillon en environ 5 secondes, ce qui est proche de la résolution temporelle de l'acquisition de données de KSAT . Pour résoudre ce problème de mesure, vous pouvez utiliser le bouton "redémarrer la mesure" pour lancer manuellement l'enregistrement des données immédiatement après l'ouverture de la vanne. Cela peut accélérer légèrement l'enregistrement des premières données.
Pourquoi la courbe de chute ajustée ne correspond-elle pas à mes données KSAT ?
Il peut y avoir plusieurs raisons à cela :
1. Si votre échantillon n'est pas monté correctement, il se peut qu'il ne soit pas hermétiquement fermé à sa base. Dans ce cas, la pression de l'eau ne se rapprochera pas de la valeur de zéro hPa à la fin, mais tendra vers une valeur négative.
Solution: Remontez l'échantillon correctement.
REMARQUE : dans les premières versions du site KSAT , une plaque inférieure était utilisée et ne permettait pas toujours d'assurer une connexion étanche avec l'échantillon, en particulier si les cylindres en acier étaient rayés ou sales. Cette plaque a été remplacée à l'été 2015 par une nouvelle plaque munie d'un joint en caoutchouc souple. Seule cette plaque actualisée doit être utilisée pour garantir une connexion étanche entre l'échantillon et le dôme.
2. Dans certains sols, en particulier ceux de texture limoneuse, la quasi-totalité de l'eau passe par une très petite partie de l'échantillon de sol (c'est-à-dire par des macropores). L'écoulement de l'eau dans ces macropores devient turbulent si le gradient de pression devient trop important. Dans ce cas, le flux d'eau n'est plus proportionnel au gradient de pression. Par conséquent, la variation de la charge hydraulique en fonction du temps n'est pas exponentielle et la loi de Darcy n'est pas valable. Dans ce cas, la fonction exponentielle ne correspondra pas aux données : la fonction ajustée sera moins courbée que les résultats expérimentaux. Dans ce cas, vous remarquerez également que les plus petites hauteurs de charge donnent une conductivité calculée plus importante.
Solution: Under very small gradients, flow still might be laminar. So, repeat the measurement with a small gradient (i.e., an initial pressure head < 5 cm).
3. Les sols sont des systèmes poreux fragiles et leur perméabilité peut changer au cours du processus de mesure. Il y a plusieurs raisons à cela :
a. Si l'écoulement se fait principalement à travers des macropores, ceux-ci peuvent s'éroder pendant le processus de mesure (c'est-à-dire que la conductivité augmente). Cela conduira à un résultat similaire au point 2, mais l'effet (augmentation de la conductivité) sera durable.
b. En raison de l'écoulement préférentiel, les macropores peuvent être obturés par des particules de sédiments. Dans ce cas, la conductivité diminuera pendant le processus de mesure. Cela sera indiqué par une inadaptation apparente de la fonction exponentielle, mais dans ce cas, la courbe exponentielle ajustée sera plus incurvée que les données.
4. Le décalage de votre transducteur de pression peut ne pas être égal à zéro. Vous pouvez avoir une dérive de température si tous les composants de la mesure (c'est-à-dire KSAT, le liquide utilisé et les échantillons de sol) n'ont pas été équilibrés à la même température.
Solution : Équilibrez tous les composants à la même température et effectuez le réétalonnage du décalage avant la mesure.
Il est préférable de mesurer la conductivité hydraulique saturée sur le terrain, car elle couvre l'ensemble du système de pores du sol. Comment pouvez-vous mesurer Ks (Kt) avec seulement une carotte de sol ?
De nombreux instituts de recherche mesurent encore Ks (Kf) à l'aide d'échantillons, mais les données de terrain sont toujours meilleures. Si vous utilisez une carotte de sol, il est nécessaire d'avoir cinq répétitions pour s'assurer que les chemins ouverts ne faussent pas le résultat. Comparez les résultats. Si l'un ou deux d'entre eux présentent des valeurs de Ks beaucoup plus élevées, n'en faites pas la moyenne, mais seulement la moyenne des valeurs les plus basses. Les données de conductivité élevées peuvent résulter de chemins ouverts (pores), qui ont été coupés sur le dessus et le dessous de la carotte de sol mais qui sont plus ou moins passifs sur le terrain.
Comment KSAT calcule-t-il la correction de température pour obtenir la conductivité saturée à la température de référence spécifiée ?
KSAT utilise la dépendance de la viscosité de l'eau par rapport à la température pour recalculer la conductivité de référence (à la température de référence que vous avez spécifiée) à partir de la valeur mesurée (à la température de fonctionnement mesurée). Les détails sont précisés à la page 11 du manuel d'utilisation de KSAT (disponible en format pdf à partir du menu Aide du logiciel KSAT ).
Saturé signifie-t-il que tous les pores du sol sont remplis d'eau ?
Non, mais ce n'est pas non plus le cas sur le terrain.
Je ne peux pas mesurer les conductivités parce que toute l'eau passe à travers l'échantillon avant même que la mesure automatique ne commence.
La limite supérieure de la gamme des conductivités mesurables avec KSAT est d'environ 10000cm/j. Dans ce cas, le niveau d'eau initial traverse l'échantillon en 5 secondes environ, ce qui est proche de la résolution temporelle de l'acquisition de données de KSAT . Vous pouvez essayer d'utiliser le bouton Redémarrer la mesure pour lancer manuellement l'enregistrement des données immédiatement après l'ouverture de la vanne. Cela peut accélérer légèrement l'enregistrement du premier point de données et contribuer à repousser légèrement la limite supérieure de la mesure.
Quand ma mesure est-elle terminée ?
Votre mesure se termine automatiquement si une hauteur de pression totale minimale (paramètre H_end_abs) ou une hauteur de pression relative minimale (paramètre H_end_rel) est atteinte, en fonction de la hauteur de pression initiale. Par défaut, l'eau percole jusqu'à ce que le niveau descende à 25 % de la valeur initiale. Vous pouvez modifier ce réglage dans le menu des paramètres. Les valeurs par défaut sont très prudentes. Souvent, les mesures peuvent être arrêtées beaucoup plus tôt. Vous pouvez le faire à tout moment en appuyant sur Stop Measurement. En règle générale, la mesure peut être arrêtée :
a) lorsque la conductivité calculée devient une valeur stable. Cela signifie qu'un nombre suffisant de données mesurées a été enregistré (> 10) et que le signal montre une tendance claire, et
b) si r² est suffisamment élevé (r² > 0,999).
Pour les échantillons à faible perméabilité, une diminution de 1 cm de la hauteur de pression est normalement suffisante pour arrêter la mesure. Par exemple, un échantillon ayant une conductivité de 2 cm/d mettra environ 8 heures pour atteindre 0,25 de sa hauteur de pression initiale. En pratique, vous pouvez commencer avec une hauteur de charge initiale de 20 cm et arrêter la mesure lorsqu'elle atteint 19,5 cm (soit manuellement, soit en réglant H_end_rel = 0,975), ce qui se produit au bout d'environ 15 minutes.
Puis-je visualiser mes données à l'extérieur ?
Oui. Toutes vos données et tous les paramètres sont enregistrés dans un fichier ASCII au format csv. Vous pouvez utiliser ces données pour re-visualiser la mesure et la courbe ajustée avec votre propre logiciel de visualisation.