Fiche de révision : Formation et structure des sols

📋 Plan du Cours

1. Formation progressive du sol
2. Horizons et phases du sol
3. Constituants minéraux et organiques
4. Colloïdes et bilan humique
5. Texture et structures du sol
6. Accidents et érosion des sols
7. Travail du sol et lit de semence
8. Évaluation des agrégats

📖 1. Formation progressive du sol

★ À maîtriser

• La formation du sol comprend trois grandes étapes:

  • la décomposition de la roche mère
  • l’enrichissement en matière organique
  • la migration des éléments

• La roche mère se décompose par désagrégation physique, sous l’action des variations de température, de la pluie et du vent, puis par altération chimique liée à des réactions chimiques.

• Les végétaux et animaux pionniers colonisent le milieu ; après leur mort et leur décomposition, leur matière organique devient de l’humus, qui s’associe à l’argile pour former le complexe argilo-humique et un sol jeune.

📌 Les migrations ascendantes déplacent des éléments du bas vers le haut grâce aux êtres vivants, tandis que les migrations descendantes, ou lessivage, entraînent certains éléments vers le bas par les eaux d’infiltration, comme les nitrates.

Compléments

• La désagrégation physique produit notamment:
  • des blocs
  • des pierres
  • des graviers
  • des cailloux
  • des sables
  • des limons
  • des argiles

📌 L’évolution d’un sol dépend de la présence d’êtres vivants et des facteurs climatiques, tandis que celle d’un sol cultivé dépend aussi du type de culture, du travail et de l’entretien du sol ainsi que de la gestion des intercultures.

💡 Astuce mémo

Roche → matière organique → migrations

📖 2. Horizons et phases du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Fraction solide : Comprend des constituants minéraux et organiques
• Fraction liquide : Principalement constituée d’eau contenant des substances dissoutes issues de la décomposition de la matière organique, de l’altération de la roche mère et des apports humains
• Porosité : La porosité est le rapport entre le volume vide du sol et son volume total : $P = \frac{V_{vide}}{V_{total}}$.

★ À maîtriser

• Dans une coupe verticale, l’horizon A est organo-minéral, l’horizon B correspond à une zone d’accumulation et l’horizon C correspond à la roche mère.

📌 L’atmosphère du sol contient du dioxygène, du dioxyde de carbone et du diazote, mais elle est moins riche en dioxygène et plus riche en dioxyde de carbone que l’air, notamment du fait de la respiration de la matière organique.

Compléments

📌 La solution du sol sert de vecteur aux éléments nutritifs depuis le sol jusqu’aux racines des végétaux.

💡 Astuce mémo

Une coupe verticale A-B-C, entourée de phases solide, liquide et gazeuse

📖 3. Constituants minéraux et organiques

★ À maîtriser

📌 Les constituants minéraux du sol sont classés selon leur taille par la granulométrie et selon leur nature chimique par la minéralogie.

• L’analyse granulométrique commence par un tamis de 2 mm séparant les éléments grossiers de la terre fine, puis classe la terre fine en sables, limons et argiles.

Compléments

📌 La granulométrie permet d’adapter les interventions et les cultures aux propriétés physico-chimiques du sol, et elle ne change pas au cours du temps.

• Les constituants minéraux proviennent de la décomposition de la roche mère, mais peuvent aussi être apportés par l’homme sous forme d’amendements.

• Les constituants organiques proviennent des débris végétaux et animaux ainsi que des êtres vivants du sol, mais peuvent aussi être apportés par l’homme sous forme de copeaux de bois, de fumier, de vinaigre ou de coquilles d’œuf.

💡 Astuce mémo

Granulométrie = taille ; minéralogie = nature chimique

📖 4. Colloïdes et bilan humique

🔑 Notions clés & Définitions

• Colloïdes du sol : Substances collantes provenant de l’altération de la roche mère pour les colloïdes minéraux ou de la décomposition de la matière organique pour les colloïdes organiques

★ À maîtriser

📌 Les argiles peuvent être dispersées ou floculées, mais la floculation seule ne suffit pas à assurer la solidité des agrégats ; l’humus est nécessaire pour renforcer leur stabilité.

• La matière organique fraîche est transformée en humus jeune, puis en humus stable, avant de libérer des éléments minéraux comme l’azote, le phosphore, le potassium, le magnésium, le calcium et le bore.

📌 Si le coefficient d’humification K1 est supérieur au coefficient de minéralisation K2, le stock de matière organique augmente ; si K1 est inférieur à K2, il diminue.

Compléments

• La dégradation de la matière organique nécessite:
  • des bactéries
  • des champignons
  • des vers
  • une température adaptée
  • de l’humidité
  • un pH neutre

💡 Astuce mémo

Humification et minéralisation → variation du stock de matière organique

📖 5. Texture et structures du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Texture du sol : Sa composition en argile, limon et sable ; le triangle des textures détermine les types de sols selon la teneur de chacun de ces constituants
• Structure du sol : Correspond au mode d’assemblage de ses constituants à un moment donné et influence la circulation de l’air et de l’eau par la porosité

★ À maîtriser

📌 La structure compacte tasse le sol, réduit la porosité et l’infiltration de l’eau et de l’air, défavorise les racines et la vie du sol, tandis que la structure grumeleuse favorise la porosité, la circulation de l’eau et de l’air, la germination et l’enracinement.

Compléments

• La structure particulaire est caractérisée par l’absence de colloïdes et donc l’absence de structure ; elle se rencontre dans les sols sableux.

• Après une dégradation, la structure du sol met environ 3 ans à se régénérer.

💡 Astuce mémo

Structure compacte défavorable, particulaire sans colloïdes, grumeleuse favorable

📖 6. Accidents et érosion des sols

🔑 Notions clés & Définitions

• Érosion : Un phénomène de dégradation et d’appauvrissement des sols
• Battance : Une croûte formée à la surface du sol après de fortes pluies sur un sol nu ; elle est particulièrement accentuée dans les sols limoneux, avec environ 80 % de limon

★ À maîtriser

📌 L’érosion hydrique entraîne des particules de terre par la pluie, tandis que l’érosion éolienne les entraîne par le vent sur des surfaces planes, sèches et nues.

📐 Formule - L’indice de battance se calcule, lorsque le pH est inférieur ou égal à 7, par $IB = \frac{1{,}5 \times LF + 0{,}75 \times LG}{A + 10 \times MO}$.

• L’interprétation de l’indice de battance est:
  • inférieur à 1,2 : non battant
  • de 1,2 à 1,4 : peu battant
  • de 1,4 à 1,6 : assez battant
  • de 1,6 à 1,8 : battant
  • de 1,8 à 2 : très battant

Compléments

📐 Formule - Lorsque le pH est supérieur à 7, l’indice de battance se calcule par $IB = \frac{1{,}5 \times LF + 0{,}75 \times LG - 0{,}2 \times (pH-7)}{A + 10 \times MO}$.

💡 Astuce mémo

Sol nu et pluie ou vent → érosion, battance et appauvrissement

📖 7. Travail du sol et lit de semence

📝 Points essentiels

📌 Il faut éviter de travailler un sol trop humide, car cela crée des mottes, des zones de lissage, du tassement et parfois une rupture de porosité défavorable à l’enracinement.

• La couche arable est la couche travaillable du sol et mesure environ 20 à 25 cm ; elle doit être ressuyée sur toute son épaisseur avant l’intervention.

• 🔄 Le test de la motte s’interprète ainsi: la motte s’émiette sans coller : le sol est dans un bon état d’humidité, la motte s’émiette en collant et forme des boulettes : il existe un risque de mottes et de tassement, la motte est modelable et colle aux mains : il est trop tôt pour intervenir

• Le lit de semence comprend:

  • une couche de surface protectrice
  • une couche de contact préparée finement
  • une couche de base rappuyée

💡 Astuce mémo

Ressuyage → travail adapté → contact terre-graine → enracinement

📖 8. Évaluation des agrégats

🔑 Notions clés & Définitions

• Agrégat : Un assemblage de particules de sable, d’argile et de limon liées entre elles par de la matière organique

★ À maîtriser

• La stabilité des agrégats peut être évaluée en laboratoire en plongeant des agrégats dans un liquide puis en observant leur désagrégation ou leur résistance à l’eau.

📌 Une bonne agrégation favorise la germination, la pénétration et la circulation de l’eau, de l’air et des organismes du sol, tout en limitant le croûtage, la compaction, le ruissellement et l’érosion.

Compléments

• L’évaluation de la structure repose notamment sur:
  • le test bêche
  • le mini-profil 3D
  • la taille et la forme des agrégats
  • la friabilité
  • la couleur
  • la présence de zones de lissage

📊 Tableaux de synthèse

Types de structure du sol