Le transport de solutés est gouverné par le flux de l’eau dans la zone non saturée du sol. Ces substances chimiques peuvent migrer jusqu’à atteindre la nappe phréatique et contaminer les ressources en eau disponibles. De ce fait, l’application de l’eau et des fertilisants aux cultures doit se faire de manière à minimiser ses répercussions sur l’environnement. La modélisation numérique constitue un outil puissant pour optimiser les régimes hydriques et nutritifs dans le sol en production agricole. L’objectif de ce travail est de comprendre les processus de transport des solutés induits par l’irrigation de surface et dans les sols sableux à fort drainage des champs de canneberges. Il veut aussi simuler différentes conditions climatiques et tester leurs influences sur le transport des solutés.Trois expériences de transport de KBr ont été menées de manière similaire en laboratoire, dans un simulateur de drainage. Des lysimètres à succion et des tensiomètres installés à différentes profondeurs dans le simulateur ont permis respectivement de collecter les lixiviats et de mesurer le potentiel de l’eau du sol. Un modèle analytique de fonction de transfert convectif lognormale et le modèle numérique Hydrus-2D ont été utilisés pour analyser les données mesurées. Les modèles fournissent de très bonnes performances pour la simulation du transport de bromure avec des valeurs de R! > 0,70 et des erreurs de simulation acceptables en termes de RMSE. Le modèle de fonction de transfert indique qu’environ 230 mm d’eau est nécessaire pour déplacer un front de bromure de la surface du sol jusqu’à une profondeur de 100 cm. Le modèle Hydrus-2D a pu simuler avec succès les différents scénarios climatiques et montre que les scénarios les plus humides influencent beaucoup plus la migration des solutés. Pour tous les scénarios testés, aucun cas de lessivage n’a été enregistré hors du profil de sol. / Solutes transport is governed by the flow of water in the unsaturated zone of the soil. These chemicals can migrate to the water table and contaminate available water resources.Therefore, the application of water and fertilizers to crops must be done in a reasonable manner in order to minimize its impact on the environment. Mathematical modeling is a powerful tool for optimizing water and nutrient regimes of the soils in agricultural production. The objective of this work is to understand the solute transport processes induced by surface irrigation in sandy soils with high drainage of cranberry fields. A second objective is to simulate different climatic conditions and test their influences on the transport of solutes. Three KBr transport experiments were carried out in a similar way in the laboratory, in a drainage simulator. Suction lysimeters and tensiometers installed at different depths in the simulator made it possible respectively to collect the leachate and to measure the potential of the water soil water. A lognormal convectif transfer function analytical model and the Hydrus-2D numerical model were used to analyze the measured data. The models provide very good performance for the simulation of bromide transport with values of R! > 0.70 and acceptable simulation errors in terms of RMSE. The transfer function model indicates that approximately 230 mm of water is required to displace abromide front from the soil surface to a depth of 100 cm. The Hydrus-2D model was able to successfully simulate the different climate scenarios and shows that the wet test scenarios have a much greater influence on the migration of solutes. For all the scenarios tested, no case of leaching was recorded outside the soil profile.

La prédiction du devenir des produits chimiques dans les sols est basée sur la description de nombreux mécanismes dont l'étude est pluridisciplinaire : microbiologie, hydrologie, pédologie, génie des procédés, géochimie et modélisation mathématique. L'approche choisie est de type dynamique des systèmes permettant le découplage des mécanismes sur colonnes de sols en laboratoire, soumises à différentes conditions initiales et aux limites contrôlées. L'étude cible les interactions physico-chimiques, le transport hydrodynamique et la biodégradation du pentachlorophénol (PCP) dans un sol brun lessivé sous culture de maïs et dans un sable. Les principaux mécanismes d'interaction du PCP avec les matrices solides ont été caractérisés en parallèle sur colonne et en systèmes fermés, mettant en évidence l'importance de la matière organique, du pH et de la teneur en eau immobile dans la régulation de ces interactions. Quatre souches bactériennes capables de dégrader le PCP ont été isolées. Après un an de conservation, ces souches ont perdu leurs capacités de dégradation, ce qui nous a conduit à utiliser une bactérie connue : Rhodococcus chlorophenolicus pour l'étude du comportement des microorganismes en microcosmes et en colonnes de sol. Les résultats expérimentaux concernant un traceur de l'écoulement (Cl-) et le PCP ont été confrontés à une modélisation mathématique pour vérifier les hypothèses émises. Les mécanismes prépondérants que nous avons identifiés sont : le transport convectif, qui varie avec la nature, le degré d'humidité de la matrice solide poreuse et les vitesses d'écoulement de l'eau; les interactions physico-chimiques, qui dépendent du pH et du taux de matière organique; la biodégradation, régulée par de nombreux facteurs biotiques comme la distribution microscopique des microorganismes, les phénomènes d'adaptation ainsi que par la dynamique des populations introduites (prédation et compétition); le transport particulaire qui dépend des variations de composition et de force ionique de la solution du sol et qui peut être très important dans les sols lessivés en cas de forts épisodes pluvieux. Ce dernier mécanisme n'a pas été modélisé.