Calibration and evaluation of a frequency domain reflectometry sensor for real-time soil moisture monitoring

Nous avons évalué diverses procédures d’étalonnage des capteurs utilisés surveillés en temps réel l’humidité du sol. Les équations d’étalonnage tirant parti de la capacité d’échange de cations du sol pourraient adéquatement remplacer l’étalonnage sur place.
L’hétérogénéité spatiale du sol rend difficile la mesure précise de sa teneur en humidité. Pour surmonter cette difficulté, on recourt de plus en plus à la télédétection, en particulier à des capteurs micro-ondes. Les mesures sur place de la teneur du sol en humidité servent à valider les estimations par télédétection de l’humidité du sol et servent aussi de données d’entrées aux modèles agronomiques et hydrologiques. Neuf stations de mesure sur place de l’humidité du sol ont été établies au Manitoba (Canada) et équipées de sondes Stevens Hydra. Nous avons installé les capteurs en groupes de trois, orientés verticalement à la surface et horizontalement à des profondeurs de 5, 20, 50 et 100 cm. Pour assurer la précision des mesures de l’humidité du sol, nous les avons étalonnées en laboratoire et sur le terrain. Ces valeurs étalonnées d’humidité du sol ont été comparées avec les valeurs par défaut des sondes et celles produites à l’aide de valeurs d’étalonnage publiées. Globalement, les résultats montrent que l’étalonnage sur le terrain était supérieur (coefficient de détermination r2 de 0,95) à l’étalonnage en laboratoire (r2 de 0,89). En outre, les sites à texture grossière ont généralement donné de meilleurs résultats que les sites finement texturés à grande capacité d’échange de cations. Au site de Kelburn, très argileux et ayant une grande capacité d’échange de cations, le recours à l’étalonnage sur le terrain a réduit l’erreur quadratique de 0,188 à 0,026 m3 m-3, alors qu’au site de Treherne, peu argileux et ayant une faible capacité d’échange de cations, les gains de précision ont été minimaux, soit d’environ 0,005 m3 m-3. L’étalonnage en laboratoire a systématiquement sous-estimé la teneur du sol en humidité, dans les tous sites d’évaluation alors que l’étalonnage de Topp et celui de Logsdon surestimaient l’humidité du sol.