Les Facteurs édaphiques (II)
II) Propriétés physiques du sol
A) La texture
1) Définition de la texture
La texture minérale = "Composition granulométrique définie d'après la proportion des particules minérales du sol inférieurs à 2mm, claséées, après destruction des agrégats, par catégories de grosseurs en fractions principales correspondant à une échelle internationale." (LOZET & MATHIEU en 1990)
20mm< graviers < 2mm < sables < 50µm < limon < 2µm < argiles
Les argiles sont des éléments minéraux chargés négativement. Ce sont des colloïdes.
La texture est une propriété stable ne variant que sur l'évolution à long terme du sol.
2) Les agrégats du sol
Selon Martin en 1955:
"L'agrégat est un amas ou groupe de particules de sol dans lequel les forces maintenant les particules ensemble sont beaucoup plus fortes que les forces entre les agregats adjacent".
Selon LOZET et MATHIEU en 1990:
"L'agrégat élémentaire est l'agrégat le plus simple qui ne peut - être divisé en agrégats plus petits, mais qui peut - être arrangé avec d'autres pour former des agrégats composés d'un niveau plus élevé d'organisation (Brewer)."
Les agégats du sol sont constitués des particules minérales de sol, de ciment (organique, oxydes et hydroxydes...) et des vides intra-agrégats.
Ils sont visibles à l'oeil nu (diamètres de l'ordre du mm).
3) Définition de la structure
Définition de LOZET & MATHIEU en 1990:
"Arrangement spécial des particules minéraes du sol et leur éventuelle liaison par des matières organiques, des hydroxydes de fer ou d'alumine ou des deux. L'assemblage de ces particules solides forme des unités structurales qui sont séparées par des surfaces de moindre résistance; ces unités sont appelées agrégats élémentaires."
La structure est un mode d'assemblage à un moment donné de ses constituants solides (minéraux et organiques)
La structure est un état qui peut donc évoluer dans le temps (variation à court terme, par exemple, selon la saison)
La solidité de sa structure, sa résistance aux agents de dégradation est évaluée par des tests de stabilité structurale.
La structure dépend directement de la texture mais aussi du taux d'humidités, de la MO et, dans une large mesure, de l'activité de la faune.
La structure s'observe aux échelles macroscopiques ou microscopique.
B) La porosité
La porosité est l'ensemble des vides du sol. Celle-ci donne une idée de l'état structural avec la possibilité de mesures comparatives.
On distingue:
- la macroporosité, vide > 50 µm
- la mesoporosité, 0,5 µm< vide < 50 µm,retenant l'eau utilisable par les plantes
- la microporosité, vide < 0,2 µm, retenant l'eau inutilisable par les plantes; cette porosité dépend de la texture
La porosité se mesure sur un échantillon de sol de volume connu, prélevé sans modifier sa structure et pesé après passage à 105°C.
La porosité totale P (%) est
avec d = densité réelle des constituants solides du sol
et la masse volumique apparente pA
La porosité varie de 30% à 80% respectivement dans les sols à texture très fine et dans les tourbes.
C) La texture
La granulométrie se rapporte à la fraction considérée comme active dans le sol, à savoir la fraction <2mm (ou terre fine)
sables grossiers > 200 µm > sables fins > 50 µm > limes grossiers > 20 µm > limons fins > 2 µm > argiles
L'analyse granulométrique permet de fixer avec précision les pourcentages des divers constituants minéraux du sol, il est alors possible de classer les différentes textures.
Les classes de texture représentant la répartition des éléments constituants du sol selon leurs dimensions (sables, limons et argiles).
Les triangles texturaux sont divisés en secteurs qui correspondent à un certain nombre de classes de texture.
Dans la carte mondiale des sols, la FAO reconnaît 3 classes texturales principales:
- Texture grossière : < 15 % d’argile et > 70 % de sable
- Texture moyenne : < 35 % d’argile et < 70 % de sable; la fraction sable peut atteindre 85 % s’il y a moins de 15 % d’argile
- Texture fine : > 25 % d’argile.
Connaître la texture d'un sol permet de savoir la tendance du sol en terme de comportement physique :
- sols où dominent les SG sont perméables et "filtrants", se réchauffent vite et ne s'agglomèrent pas en mottes;
- si, aux SG sont associés beaucoup d'éléments fins (SF et L), ceux-ci ont tendance à les colmater, rendant le sol imperméable en surface et "battant";
- si, aux SF et L, sont associés suffisament d'argiles, les éléments se structurent, donnant au sol une bonne perméabilité.
Si la structure est massive, continue ou compact :
Le sol asphyxiant, défavorable à l'activité biologique (mauvaise pénétration des racines, difficulté de creusage de galeries, etc.)
Si la structure est particulaire:
Le sol meuble, filtrant, vite asséché; si la texture est limoneuse, il existe des risques d'imperméabilité superficielle.
Si les structures avec agrégats arrondis :
Favorables à la fertilité globale du sol. En particulier, strcture grumuleuse (éléments organiques et minéraux sont liés au sein du complexe argilo - humique) retient bien l'eau tout en permettant sa circulation et l'aération du sol; elle laisse les vides colonisables par les animaux...
L'état de la structure influe directement des propriétés sur la fertilité globale du sol, celle-ci est résultante
- de bonnes propriétés physiques du sol (aération, humidité)
- de bonnes propriétés chimiques (richesse en éléments fertilisants assimilables)
- de bonnes propriétés biologiques (vie microbienne intense participant activement à la nutrition des plantes)
La structure influence directement ces trois groupes de propriétés.
La porosité renseigne sur les capacités hydriques ou atmosphériques d'un sol, en volume ou en flux :
- la circulation d'eau dépend aussi des relations entre les vides et de leur mode d'arrangement, la connaissance de la seule mesure de la porosité ne suffit donc pas
- le potentiel général de circulation d'eau est mieux révélé par sa conductivité hydraulique qui reflète la capacité de transfert de l'eau dans le sol en intégrant structure, porosité, forme des connections (tortuosité) et degré de relation entre les vides (connectivité)
- la circulation d'air est déterminante pour la croissance racinaire de la microflore, très sensible à l'anoxie.
L'eau inutilisable par les plantes se rouve en dessous du point de flétrissment.