Description of ASTAVIT, a rapid assessment method of soil structural stability based on image recognition - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Article Dans Une Revue Soil and Tillage Research Année : 2024

Description of ASTAVIT, a rapid assessment method of soil structural stability based on image recognition

Description d'ASTAVIT, une méthode d'évaluation rapide de la stabilité structurale des sols basée sur la reconnaissance d'images

Julien Wengler
Lionel Cottenot
Nicolas P. A. Saby
Marine Lacoste

Résumé

Measuring soil structure stability has always been a challenge, and various approaches have been proposed, mainly related to measuring soil aggregate stability upon wetting. This paper presents a rapid and cost-effective tool for evaluating soil structural stability named ASTAVIT, which stands for Aggregate STability Assessment using VIdeo Tests. The ASTAVIT principle involves visually monitoring the spreading of aggregates. This has already been implemented in the SLAKES smartphone application (now renamed Moulder), which simplifies the measurement of soil aggregates with minimal equipment. The aim of this work was to develop a robust, adaptable, and representative enough method that can be widely used in soil science laboratories. The protocol has been modified to use a 3D-printed plate to record the immersion of up to 96 individual aggregates in water. The increase in the projected area of the aggregates during slaking is tracked using image recognition software, ImageJ. The final stability index is determined based on this area increase. Soil structural stability can be assessed within an hour using a procedure that involves placing aggregates on a plate, filming, and analyzing. This method provides an objective evaluation of soil stability in a timely manner. The amount of soil used per test is similar to that used in Le Bissonnais tests (ISO 10930), ensuring representative results. The ASTAVIT index demonstrates expected behaviors of aggregate stability, as evidenced by its correlation with other soil characteristics and its ability to differentiate between soils that have undergone different tillage practices. An indicative classification of the ASTAVIT index into four categories of soil stability, similar to the Le Bissonnais tests, is proposed. ASTAVIT is expected to facilitate a broader implementation of structural stability studies.
La mesure de la stabilité de la structure du sol a toujours été un défi, et diverses approches ont été proposées, principalement liées à la mesure de la stabilité des agrégats du sol lors de l'humidification. Cet article présente un outil rapide et rentable d'évaluation de la stabilité structurelle des sols, appelé ASTAVIT (Aggregate STability Assessment using VIdeo Tests). Le principe d'ASTAVIT consiste à estimer visuellement l'étalement des agrégats lors de leur immersion dans l’eau. Ce principe a déjà été mis en œuvre dans l'application pour smartphone SLAKES (aujourd'hui rebaptisée Moulder), qui simplifie la mesure des agrégats du sol avec un équipement minimal. L'objectif de ce travail était de développer une méthode robuste, adaptable et suffisamment représentative qui puisse être largement utilisée dans les laboratoires de science du sol. Le protocole a été modifié pour utiliser une plaque imprimée en 3D pour enregistrer l'immersion de 96 agrégats individuels dans l'eau. L'augmentation de la surface perçue des agrégats au cours de l'ébullition est suivie à l'aide du logiciel de reconnaissance d'images ImageJ. L'indice de stabilité final est déterminé sur la base de cette augmentation de surface. La stabilité structurelle du sol peut être évaluée en moins d’une heure à l'aide d'une procédure qui consiste à placer les agrégats sur une plaque, à les filmer et à les analyser. Cette méthode fournit une évaluation objective de la stabilité du sol en temps opportun. La quantité de sol utilisée par essai est similaire à celle utilisée dans les essais du Bissonnais (ISO 10930), ce qui garantit des résultats représentatifs. L'indice ASTAVIT démontre les comportements attendus en matière de stabilité des agrégats, comme en témoignent sa corrélation avec d'autres caractéristiques du sol et sa capacité à différencier les sols ayant fait l'objet de différentes pratiques de travail du sol. Une classification indicative de l'indice ASTAVIT en quatre catégories de stabilité du sol, similaire aux tests du Bissonnais, est proposée. ASTAVIT devrait faciliter la démocratisation des études de stabilité structurelle.
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hal-04640062 , version 1 (09-07-2024)

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Julien Wengler, Lionel Cottenot, Frédéric Darboux, Nicolas P. A. Saby, Marine Lacoste. Description of ASTAVIT, a rapid assessment method of soil structural stability based on image recognition. Soil and Tillage Research, 2024, 244, pp.106222. ⟨10.1016/j.still.2024.106222⟩. ⟨hal-04640062⟩
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