Revision sheet: Principaux constituants du sol

📋 Plan du Cours

1. Définition et rôle du sol
2. Les trois phases du sol
3. Granulométrie des constituants minéraux
4. Texture et propriétés des sols
5. Argiles et propriétés colloïdales
6. Matières organiques et humus
7. Solution et atmosphère du sol
8. Structure et agrégats du sol
9. Porosité, fertilité et dégradation
10. Pédoclimat et activité biologique

📖 1. Définition et rôle du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Sol : Une formation naturelle superficielle, meuble et d’épaisseur variable, résultant de la transformation de la roche-mère sous l’action combinée du climat et des êtres vivants.
• Pédologie : La science qui étudie l’organisation des sols ainsi que leur origine et leur évolution.
• Terre arable : La couche cultivable superficielle du sol, généralement peu épaisse et d’environ 30 cm.
• Profil du sol : L’ensemble des horizons successifs et distincts observables dans une coupe profonde du sol.

📝 Points essentiels

• L’altération de la roche-mère fournit les éléments minéraux, tandis que l’accumulation et la décomposition des débris d’êtres vivants produisent les matières organiques du sol.

📖 2. Les trois phases du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère du sol : Une phase gazeuse interne formée de bulles pouvant communiquer entre elles et échanger des gaz avec l’atmosphère extérieure.
• Solution du sol : La phase liquide constituée d’eau contenant des substances minérales ou organiques dissoutes.

📝 Points essentiels

• La phase solide comprend des constituants minéraux issus de la roche-mère et des constituants organiques comme les débris végétaux et l’humus.

• Dans un limon moyen, la composition volumique est de 52 % de phase solide, dont 49 % de constituants minéraux et 3 % de constituants organiques, de 26 % de phase liquide et de 22 % de phase gazeuse.

📖 3. Granulométrie des constituants minéraux

★ À maîtriser

• Après destruction de la matière organique par H2O2, l’analyse granulométrique sépare les particules par tamisage, sédimentation ou méthode de la pipette de Robinson-Köhn.

• Les éléments grossiers ont un diamètre supérieur à 2 mm, tandis que la terre fine a un diamètre inférieur à 2 mm.

• Les sables mesurent entre 50 μm et 2 mm, avec des sables grossiers de 200 μm à 2 mm et des sables fins de 50 μm à 200 μm.

• Les limons mesurent entre 2 μm et 50 μm, avec des limons grossiers de 20 à 50 μm et des limons fins de 2 à 20 μm.

Compléments

• La fraction appelée argiles regroupe les particules de diamètre inférieur à 2 μm, y compris de très fins débris de quartz, silice, calcaire ou oxydes de fer et d’alumine.

📖 4. Texture et propriétés des sols

🔑 Notions clés & Définitions

• Texture du sol : Correspond aux proportions relatives de sables, de limons et d’argiles parmi ses constituants minéraux.

★ À maîtriser

📌 La texture sableuse donne des sols légers, faciles à travailler mais pauvres en réserves d’eau, tandis que la texture argileuse donne des sols riches mais imperméables et difficiles à travailler.

📌 La texture limoneuse favorise le colmatage des pores, la diminution de l’aération et de la perméabilité, tandis que la texture équilibrée réunit la plupart des qualités des trois textures sans leurs défauts majeurs.

Compléments

• Un sol contenant 30 % d’argile, 20 % de limons et 50 % de sables a une texture limono-argileuse sableuse.

💡 Astuce mémo

Sableux léger, argileux lourd

📖 5. Argiles et propriétés colloïdales

🔑 Notions clés & Définitions

• Complexe d’altération : L’ensemble des minéraux secondaires, principalement des minéraux argileux, formés par transformation des minéraux primaires de la roche-mère.
• Colloïde : Un corps dispersé en micelles de 2 dixièmes à 2 millièmes de microns dans un liquide, intermédiaire entre une solution vraie et une suspension.

★ À maîtriser

• Les minéraux argileux sont des silicates d’aluminium plus ou moins hydratés, microcristallins et organisés en feuillets.

• Les micelles argileuses négatives se dispersent dans l’eau, mais floculent lorsque leurs charges sont neutralisées par des ions, phénomène réversible après élimination des ions par rinçage.

• Les argiles adsorbent l’eau, gonflent lorsqu’elles sont hydratées et se rétractent en se desséchant, ce qui peut produire des fentes de retrait.

Compléments

• La kaolinite possède un feuillet de type 1/1 formé d’une couche tétraédrique et d’une couche octaédrique, avec une épaisseur de 7 ou 10 Å.

📖 6. Matières organiques et humus

🔑 Notions clés & Définitions

• Humus stable : Provient de composés ayant échappé à la minéralisation primaire et réorganisés en nouvelles molécules au cours de l’humification.
• Complexe argilo-humique : L’association de micelles argileuses et humiques dans laquelle l’humus protège l’argile de la dispersion et l’argile protège l’humus de l’attaque microbienne.

★ À maîtriser

• Les quatre groupes de constituants organiques du sol sont les organismes vivants, la matière organique fraîche, les produits transitoires et l’humus stable.

• La minéralisation primaire décompose la matière organique fraîche en composés minéraux solubles ou gazeux, notamment des sels minéraux et du CO2.

• Les acides humiques constituent jusqu’à 80 % de la masse de l’humus et contiennent environ 5 % d’azote.

Compléments

• L’humus peut retenir jusqu’à 15 fois sa masse en eau, ce qui lui confère un rôle majeur dans l’économie hydrique du sol.

📖 7. Solution et atmosphère du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution du sol : La source préférentielle des éléments nutritifs absorbés par les racines et sa composition varie avec l’alimentation des plantes et les apports humains.

★ À maîtriser

• Les constituants minéraux dissous proviennent de l’altération de la roche-mère, de la minéralisation des matières organiques ou des apports d’engrais et d’amendements.

• Les macroéléments cationiques comprennent K+, Ca2+, Na+ et Mg2+, les macroéléments anioniques comprennent H2PO4−, SO42− et SiO3−, et les oligo-éléments comprennent notamment Fe, Cu, Mo, Mn, Zn, B et Cl.

Compléments

• Le tableau récapitulatif indique une répartition massique de 81 % de constituants minéraux, 2 % de constituants organiques, 17 % de constituants liquides et 0 % de constituants gazeux.

📖 8. Structure et agrégats du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure du sol : Le mode d’agencement de ses constituants solides, observable à l’échelle macroscopique et à l’échelle microscopique.

★ À maîtriser

• Les colloïdes forment un ciment autour des particules grossières ou des ponts entre elles, ce qui permet la formation d’agrégats.

• Dans un milieu pauvre en cations, les colloïdes restent dispersés et la structure est instable, tandis qu’en présence de cations floculants comme Ca2+ ou Al3+, la structure devient plus stable.

• Les trois grandes classes de structures sont les structures particulaires sans agrégats, les structures massives liées par des ciments minéraux et les structures fragmentaires ou grumeleuses formées d’agrégats.

Compléments

• Les structures construites comprennent la structure grumeleuse, formée d’agrégats arrondis très poreux de 1 mm à 1 cm, et la structure nuciforme, formée d’éléments arrondis irréguliers de taille supérieure à 1 cm.

💡 Astuce mémo

Dispersé instable, floculé stable

📖 9. Porosité, fertilité et dégradation

🔑 Notions clés & Définitions

• Porosité : D’un sol est le volume de ses vides exprimé en pourcentage du volume total.
• Fertilité du sol : Résulte de la combinaison de bonnes propriétés physiques, chimiques et biologiques.

★ À maîtriser

📌 La macroporosité correspond aux gros vides remplis d’air après égouttage, tandis que la microporosité correspond aux vides capillaires qui retiennent encore l’eau.

• La porosité varie d’environ 40 % dans les sols limoneux tassés à 60-70 % dans les sols à structure grumeleuse et peut atteindre 80 % dans la tourbe.

• Les structures fragmentaires sont favorables car leurs agrégats offrent des réserves d’eau et d’air, assurent la circulation de la solution du sol et facilitent la germination et la pénétration des racines.

• Les amendements calcaires favorisent une floculation stable grâce au calcium et au magnésium, tandis que le sodium et le potassium ne produisent qu’une floculation instable.

Compléments

• Les orages violents, le gonflement des argiles, la dispersion des colloïdes, l’humectation rapide et certaines pratiques agricoles peuvent dégrader les agrégats et diminuer la stabilité structurale.

💡 Astuce mémo

Structure → pores → air, eau et racines

📖 10. Pédoclimat et activité biologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pédoclimat : La combinaison de la température, de l’humidité et de l’aération du sol ainsi que de leurs variations saisonnières.

★ À maîtriser

• Le volume de l’atmosphère du sol varie normalement de 15 à 30 %, atteint environ 50 % dans les sols sableux dunaires et peut descendre à 8-9 % dans les chemins humides piétinés.

• Une forte porosité améliore l’aération du sol, tandis qu’une humidité élevée réduit la place disponible pour l’air.

• Le manque d’oxygène peut provoquer l’asphyxie des racines, des fermentations anaérobies produisant des substances toxiques et une sensibilité accrue des plantes au parasitisme.

• Une fluctuation thermique met environ une douzaine d’heures à atteindre 50 cm de profondeur, de sorte que les horizons profonds sont plus froids en été et plus chauds en hiver que la surface.

Compléments

• Un sol foncé riche en humus absorbe jusqu’à 80 % du rayonnement solaire, alors qu’un sol clair n’en absorbe qu’environ 30 %.

📊 Tableaux de synthèse

Phases et constituants du sol

Phase	Constituants principaux	Répartition volumique
Solide	Minéraux 49 % et organiques 3 %	52 %
Liquide	Eau et substances dissoutes	26 %
Gazeuse	Air et gaz de décomposition ou respiration	22 %

Types de texture et propriétés

Texture	Propriétés principales	Travail du sol
Sableuse	Légère, pauvre en eau, sensible à l’érosion	Facile
Limoneuse	Peu perméable et mal aérée	Variable
Argileuse	Riche mais imperméable et difficile à travailler	Difficile
Équilibrée	Bon compromis entre les trois textures	Facile