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Processus écologiques

La structure du sol

DéfinitionDéfinition : Structure du sol

C'est le mode d'arrangement spatial des particules minérales et organiques d'un sol entre elles.

La structure du sol résulte de la façon dont sont associés les constituants élémentaires d'un échantillon de terre. Cette association aboutit à des éléments structuraux agencés différemment les uns par rapport aux autres, selon les cas.

Elle est caractérisée par :

  • La forme des agencements et leur taille

  • L'importance respective des vides et des pleins c'est-à-dire la porosité

  • La résistance des liaisons qui unissent les constituants élémentaires entre eux ainsi que les éléments structuraux

Il n'y a pas une structure du sol, mais des structures du sol emboîtées les unes par rapport aux autres. Des plus fines aux plus grandes, on peut trouver:

  • Les réseaux cristallins des minéraux

  • Les argiles

  • Les agrégats de sols

  • Les mottes de sol

  • Les horizons dont les composantes sont des mottes, des agrégats et des vides inter-agrégats

  • Les paysages, du décamètre à la centaine de kilomètres (structure de couverture pédologique), etc.

ExempleExemple : Structures de sol pédologiques et apédiques

Les structures pédologiques, comme les agrégats, sont un type d'agencement des particules entre elles. Il existe des structures pédologiques construites ou mécaniques [cf illustration].

  • Structures construites, par l'agglomération de particules élémentaires initialement individualisées : c'est le cas des structure grumeleuses présentes dans les horizons avec matière organique et forte activité biologique – par exemple les sous prairies ou couverts végétaux.

  • Structures mécaniques, dont la géométrie joue un rôle fondamental, et varie suivant l'état d'hydratation et les assemblages plasma-argileux. C'est notamment le cas des structures prismatiques et polyédriques.

Il existe aussi d'autres structures , dites apédiques, c'est-à-dire sans agrégats de sol.

  • Les structures particulaires, qui sont des particules de sol sans cohésion entre elles, tels que des sables, graviers, etc.

  • Les structures massives ou continues, où la cohésion entre particules est très forte. Aucun agrégat n'apparaît, ils sont dits fondus. La fragmentation ne peut apparaître que par choc ou brisure

Schéma : Différentes structures de sol. On observe 5 structures de sol : massive, particulaire, grumeleuse, prismatique (prismes bien alignés), et polyédrique (particules en forme d'éclats).
Schéma : Différentes structures de sol (Gobat et al., 1998)

La structure du sol peut être dégradée par l'action de l'Homme ou du climat. Les deux principaux types de désagrégation sont :

  • La désagrégation par tassement du sol

  • La désagrégation sous l'action de la pluie, conduisant à la battance et à l'érosion hydrique.

DéfinitionDéfinition : La porosité du sol

Cela peut être considéré comme le négatif de la structure, c'est-à-dire les espaces vides, ménagés entre les particules du sol, et occupés par de la solution ou de l'air du sol .

Comme pour la structure du sol, il n'existe pas une porosité du sol mais de nombreuses porosités emboîtées les unes par rapport aux autres. C'est pourquoi il est possible d'observer la porosité à différentes échelles [cf illustration].

Schéma : Observation de la porosité à différentes échelles. On peut observer la porosité à l'échelle : 1) Du décimètre : les pores structuraux sont différents entre un horizon travaillé et un horizon non travaillé. 2) Du centimètre : les pores sont visibles à l'échelle de l'élément structural (motte, agrégat). 3) A l'échelle du millimètre : des pores texturaux sont présents entre les limons, sables, argiles et matière organique.
Schéma : Observation de la porosité à différentes échelles (Girard et al., 2005)

La porosité peut donc être classée selon différents critères :

  • Critères dimensionnels

  • Critères selon l'origine des pores

  • Critères fonctionnels

Classification de la porosité selon le critère dimensionnel

La porosité va être classée suivant la taille des pores

  • La micro-porosité

  • La méso-porosité

  • La macro-porosité

RemarqueRemarque : Difficulté d'obtention de valeurs seuils

Il est très dur de donner des valeurs limites pour définir ce critère de classification. En effet, suivent les auteurs, la limite inférieure de macro-porosité peut par exemple varier de 0,05 mm à 1 mm.

Sur le terrain, on définit souvent la macro-porosité comme étant visible à l'œil nu (donc de l'ordre du mm).

Classification de la porosité selon le critère de l'origine des pores

En considérant l'origine des pores, il existe 2 types de porosités [cf illustration précédente] :

  • La porosité texturale : elle résulte de l'assemblage des particules solides élémentaires (argile, limon et sable) qui ménagent entre elles un volume poral.

  • La porosité structurale : elle résulte de facteurs externes au matériau sol. Elle inclut par exemple les fissures inter et intra-agrégats, les galeries de vers de terre, le passage des racines etc.

Classification de la porosité selon le critère fonctionnel

Certains auteurs classent les porosités suivant leurs propriétés hydrologiques.

ExempleExemple : Porosité capillaire

On peut parler de porosité capillaire pour définir une classe de pores où l'eau est retenue dans le sol, dans des capillaires.

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Auteurs : Joséphine PEIGNE - ISARA Lyon

Médiatisation et Graphisme : Emilie ALAUX

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