Cours de Géologie :)

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Types de sols


1. Les principaux horizons de référence du "Référentiel Pédologique"

L'Association Française pour l'étude des sols a proposé en 1995 une typologie des sols reposant sur la définition d'horizons de référence.Actuellement, le Référentiel Pédologique a défini plus de 70 horizons de référence considéré comme entités de base permettant d'identifier, de caractériser et de définir unecouverture pédologique. Le solum est défini comme une tranche verticale d'une couverture pédologique observée dans une fosse ou une tranchée. L'interprétation du solum, en particulier l'identification des horizons, aboutit au profil pédologique.

1.1 Les horizons organiques O

    Ils sont constitués de fragments de végétaux morts (feuilles, racines, écorces...) plus ou moins transformés en conditions aérobies et situés à la partie supérieure de la couverture pédologique. Il s'agit de la litière désignée autrefois par A0. Selon le degré de transformation des débris végétaux, on distingue 3 type d'horizons O:

* OL : débris peu transformés, toujours reconnaissables
* OF: débris mélangés avec de la matière organique fine sous forme de boulettes fécales
*OH: une majorité de matière organique fine formée de boulettes fécales et de microdébris non identifiables à l'oeil nu.

  

Altération des roches


PRINCIPAUX ASPECTS DE L'EROSION CONTINENTALE
 
 

La destruction du roches constitue la source principale des matériaux du sol. Ce phénomène intéresse aussi bien les roches magmatiques que les roches métamorphiques et sédimentaires.

Les actions purement mécaniques des agents d'érosion produisent des fragments de même composition chimique que la roche d'origine. Les phénomènes chimiques donnent des solutions de lessivage qui sont exportées ou fournissent les éléments pour former de nouveaux minéraux dans le sol (néoformation). Les roches érodées forment un manteau d'altération (éluvion). La contribution des organismes à cette couche, sous forme d'humus, aboutit à la formation d'un sol dont la nature et l'épaisseur varie selon les climats. 

  

Ruissellement et Erosion du Sol


Les facteurs naturels agissant sur le ruissellement

L'intensité du ruissellement superficiel dépend essentiellement des conditions climatiques, topographiques, pédologiques et végétation.

* Facteurs climatiques

Il s'agit de l'intensité, du volume, de la fréquence des pluies et de leur répartition au cours de l'année. Ces caractères conditionnent notamment l'importance du couvert végétal qui s'oppose au ruissellement en absorbant l'eau. L'eau ruisselle lorsque la vitesse d'arrivée de l'eau sur le sol est supérieure à la vitesse d'infiltration. Le volume d'eau en excès à la surface dépend de l'intensité (hauteur d'eau par rapport à une durée) de la pluie et du volume total précipité. Il existe un seuil d'intensité au-dessous duquel le ruissellement ne se forme  pas. L'indice classique de WICHMEIER, défini en 1959 pour quantifier l'érosion des sols aux U.S.A. , place cette limite pour une intensité moyenne de 25 mm/h pendant au moins 30 minutes. Cette valeur a été remise en question par les auteurs européens qui ont montré que le ruissellement pouvant apparaître pour des valeurs seuils bien plus faibles (2 à 10 mm/h). Les précipitations peuvent se faire sous forme d'averses violentes qui entraîne un ruissellement important. En climat méditerranéen, les précipitations journalières peuvent atteindre 100 mm, les intensités instantanée 5 mm/minute. Les pluies d'orage s'accompagnent de fortes intensités dans le Nord de la France (une intensité de 220 mm/heure a été relevée à proximité de la vallée de la Marne en septembre 1987.) Sous les climats subdésertiques, le ruissellement est augmenté encore par la faiblesse du couvert végétal. Un cas particulier est fourni par la fonte des neiges: en climat froid, le sol reste gelé et imperméable au printemps tandis que la neige fond. L'eau de fonte ruisselle et grossit les rivières. En revanche, la fonte de la couverture neigeuse sur sol non gelé, dans nos régions,  fournit lentement l'eau qui peut être complètement absorbée par le sol.

  

Bilan Hydrique du Sol


Le suivi du bilan hydrique des sols est une opération complexe car il n'existe pas actuellement d'appareil simple pour mesurer en routine le volume d'eau du sol. Il y a bien la sonde à neutrons, appareil précis mais d'une manipulation délicate. Son principe repose sur l'émission de neutrons par une source radiol'émission de neutrons par une source radio-active et la réception des particules par les molécules d'eau. La quantité d'eau contenue est fonction du rapport neutrons reçus sur neutrons émis. En étude de routine, on préfère calculer la réserve d'eau du sol à partir des données élémentaires fournies par les stations météorologiques: pluviométrie, température et humidité de l'atmosphère, vitesse du vent, insolation. Le régime des précipitations au cours de l'année est exprimé conjointement avec la température moyenne mensuelle sous forme de diagrammes ombrothermiques. Par convention, l'échelle des température en ° C est doublée par rapport à celle des précipitations exprimée en mm.

 

TABLEAU : Bilan hydrique du sol en France.

  

Evapotranspiration et tension de succion


Une partie de l'eau qui pénètre dans le sol est évaporée de nouveau dans l'atmosphère soit directement soit par l'intermédiaire des plantes: l'ensemble de ces pertes en eau constitue l'évapo-transpiration. L'évaporation se fait surtout à la surface du sol. Même pendant la pluie, une partie de l'eau est immédiatement ré-évaporée car l'atmosphère n'est pas saturé en eau. Le départ de l'eau superficielle fait remonter l'eau des zones plus profondes. La quantité évaporée diminue avec la quantité retenue dans le sol car les forces de capillarité s'oppose à son départ et l'énergie nécessaire pour extraire l'eau est d'autant plus grande que le sol s'appauvrit en eau. Les forces de capillarité entre les grains et la tension superficielle du film d'eau autour des gains déterminent un potentiel de matrice qui tend à retenir l'eau et qui peut être mesurée à l'aide d'un tensiomètre. La succion du sol dépend de sa texture et de la taille des pores, de la quantité d'eau contenue par rapport à sa capacité de champ (quantité maximale absorbée). Les conditions climatiques sont également déterminantes.

Figure : Tension de succion d'un sol (saturé, humide ou sec), d'après Brooks et al.

  

l'Eau dans le Sol


Sous nos climats, l'apport d'eau au sol se fait sous forme de pluie, neige, rosée et brouillard.Toute l'eau des précipitations n'atteint pas le sol: une part est évaporée directement pendant et après la pluie; les gouttes peuvent être interceptées en partie partre interceptées en partie par le feuillage. L'eau qui atteint le sol ruisselle, s'infiltre et réhumecte le sol. Les racines absorbent cette eau que la tige et les feuilles évaporent par transpiration. Une fraction réduite finalement gagne la profondeur et atteint la nappe. Un profil habituel de la quantité d'eau contenu dans une coupe du sol et du sous-sofil habituel de la quantité d'eau contenu dans une coupe du sol et du sous-sol montre une augmentation de la teneur en eau avec la profondeur.

Figure 1: teneur en eau dans le sol et le sous-sol.

  

Les Sols


Quelques citations.

 

« Soils should be the best overal reflection of ecosystem process ».

« Le rôle des sols dans la biosphère apparaît comme de plus en plus essentiel. »

« La qualité des sols, comme celle de l’air et de l’eau, peut très bien faire la différence entre la survie et l’extinction de l’humanité. »

 

 

I\ Présentation et définitions des sols.

 

Pédon à pied à ce que l’on foule avec

Il en découle le terme de pédologie (science des sols).

 

Au 19ème siècle, vers 1830, on donne la naissance de la pédologie avec, par le « traité de chimie organique et de physiologie » de Liebig.

On y parle de la différence de nature des sols, de la richesse en matière organique, en argiles… Seuls les sols cultivés y sont étudiés.