TD P

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TD Pédologie

• DEUG II
• C. CORONA, 2003

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• Dokoutchaïev a défini le sol comme étant une
  formation naturelle résultant de laction de 5
  facteurs le temps, la roche-mère, le relief, le
  climat et les êtres vivants (dont lHomme). Le
  sol est le produit de l'altération et du
  remaniement des couches supérieures de la croûte
  terrestre sous l'action de la vie par le biais
  des échanges d'énergie et de matière qui se
  manifestent entre l'atmosphère et la croûte
  terrestre.
• L'ensemble des processus qui président à la
  formation et à l'évolution d'un sol constitue la
  pédogenèse. Le sol est un milieu complexe qui
  résulte d'un double processus
• l'altération et la désagrégation de la
  roche-mère, ou des formations superficielles qui
  la surmontent, sous l'action des agents
  atmosphériques et biologiques cela donne la
  phase minérale du sol
• l'accumulation et la décomposition des plantes et
  des animaux morts sous l'action des agents
  atmosphériques et biologiques cela donne la
  phase organique du sol. Le sol est un milieu
  vivant car, d'une part les plantes y plongent
  leurs racines et d'autre part une macrofaune
  (taupes, rongeurs divers, lombrics et autres
  annélidés...) et une microfaune y vivent en
  permanence et participe à l'évolution du sol.
• Le sol, qui est une pellicule de surface dont
  l'épaisseur dépasse rarement 2 ou 3 mètres, est
  donc différent
• De la roche d'une part la roche est le matériel
  constituant de l'écorce terrestre mais c'est un
  matériel inerte
• Des formations superficielles d'autre part ces
  formations se placent entre le sol et la roche.
  Elles sont nettement plus épaisses que les sols
  elles sont issues d'une altération en surface de
  la roche et elles constituent elles aussi un
  matériel inerte. Leur lien avec le sol réside
  dans le fait qu'elles sont souvent le support
  minéral à partir duquel le sol se forme.

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1. LA FRACTION MINERALE DU SOL

• Les processus physiques et chimiques qui rendent
  compte de la transformation de la roche-mère sont
  nombreux et variables selon les contextes
  climatiques fragmentation des roches du fait
  des alternances de gel/dégel, des variations
  thermiques, dissolution par les eaux
  d'infiltration, hydrolyse....
• La phase minérale comporte plusieurs fractions
  qui se distinguent par la texture des particules
  c'est-à-dire la granulométrie. Ne pas confondre
  texture et structure la structure c'est
  l'architecture d'ensemble d'un sol ou d'une roche
  la structure est définie par la façon dont sont
  assemblés les éléments composant le sol ou la
  roche.Suivant la granulométrie on distinguera 2
  fractions dont le rôle sur la végétation est
  différent 
• la fraction grossière qui est constituée par des
  particules dont la dimension est supérieure à
  2microns comporte des sables (entre 50µ et 2mm)
  et des limons (entre 2µ et 50µ). Cette fraction
  grossière constitue le squelette du sol. Dans sa
  forme brute elle est sans intérêt pour les
  plantes. Elle ne sera utilisable par les végétaux
  qu'une fois transformée en éléments plus fins.
  Par contre son rôle est primordial pour la
  quantité d'eau qu'elle retient.
• la fraction fine est constituée par les matériaux
  altérés, de dimension inférieure à 2µ argiles
  et colloïdes issus des micas, des feldspaths....

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Les minéraux argileux résultant de la destruction
des roches, peuvent soit rester sur place
(argiles résiduelles, ex argiles à silex,
argiles de décalcification) soit être
transportées sur de longues distances (ex
argiles des fonds océaniques). En fonction des
roches mères et du climat, les minéraux argileux
résultant sont différents. En climat froid
l'altération est faible, les minéraux argileux
sont identiques ou peu différents des minéraux de
la roche (illite et chlorite), ils sont hérités
de la roche dorigine. En  climat chaud et
humide, l'hydrolyse est poussée, la kaolinite se
forme en milieu drainé, les smectites en milieu
confiné. En climat tempéré, humide, l'altération
est modérée, il apparaît des interstratifiés, des
illites et chlorites dégradées, de la
vermiculite.

• La nature de la roche-mère joue un rôle
• l'altération d'une roche acide, comme le
  granite, donne plutôt de la kaolinite
• l'altération d'une roche basique, comme le
  basalte, donne plutôt des smectites.

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Ces minéraux argileux sont importants car ils
peuvent fixer puis relarguer des cations
métalliques la Capacité d'Echange Cationique,
ou C.E.C., dépend du type d'argile elle est
faible pour l'illite, la chlorite et la kaolinite
mais importante pour la vermiculite et les
smectites.

• Les colloïdes sont plus petits que les argiles et
  sont constitués d'un regroupement de molécules.
  Ces colloïdes de la phase minérale sont qualifiés
  de colloïdes argileux. Ils ont un rôle
  fondamental. Ils ont la propriété de s'imbiber
  d'eau et donc de la retenir.

• Si les colloïdes sont peu nombreux comme c'est le
  cas dans les sols sableux, les eaux circulent au
  sein de la fraction grossière. Les espaces par
  lesquels l'eau peut ainsi circuler sont
  suffisamment grands pour que l'eau échappe aux
  forces d'attraction qui pourraient la lier aux
  particules du sol et la retenir. L'eau peut ainsi
  rejoindre la nappe souterraine ou nappe
  phréatique.
• Si les colloïdes au contraire sont trop abondants
  le sol ne présentera pas suffisamment d'espaces
  vides pour permettre à l'eau (et à l'air) de
  pénétrer et circuler l'eau restera donc
  largement en surface et ne bénéficiera guère plus
  aux plantes.
• Par conséquent la teneur en colloïdes d'un sol
  est très importante

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• Les colloïdes sont des groupes de molécules
  chargées d'électricité négative ou positive. Si
  les charges électriques de 2 particules sont
  identiques alors les particules se repoussent
  les colloïdes sont alors dispersés et peuvent
  être entraînés par l'eau en solution colloïdale.
  Si au contraire 2 particules présentent des
  charges électriques différentes, alors ces
  charges se neutralisent et les particules peuvent
  se rapprocher et s'associer Les colloïdes
  s'agglomèrent alors en flocons, on parle de
  floculation.
• Certains minéraux comme les carbonates sont des
  floculants exceptionnellement actifs. La
  floculation permet de dégager des espaces vides
  dans le sol ce qui est fondamental pour la
  circulation de l'eau et de l'air. Ces espaces
  vides sont beaucoup plus petits que dans la
  fraction grossière. L'eau peut être retenue dans
  les pores du sol. La floculation permet aussi de
  retenir plus facilement les éléments nutritifs.
• La qualité d'un sol va donc dépendre non
  seulement de la teneur en colloïdes mais aussi de
  l'importance de la floculation.

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2. LA FRACTION ORGANIQUE DU SOL
Elle est constituée essentiellement de grosses
molécules de carbone d'hydrogène, d'oxygène,
d'azote, de soufre et de phosphore. Ces molécules
proviennent de la décomposition des animaux et
des plantes mortes, décomposition réalisée par
les micro-organismes qui vivent dans le sol. Dans
1 g de sol, il y a jusqu'à 1 milliard de
bactéries, 1 million de champignons, 100 000
algues, 1 million de protozoaires La matière
organique morte est décomposée plus ou moins
rapidement selon les conditions climatiques. Un
climat chaud et humide favorise la décomposition.
En revanche, le froid et la sécheresse
ralentissent les processus chimiques. Les
végétaux qui ne sont pas encore décomposés
constituent la litière. Cette litière, à laquelle
s'ajoutent les cadavres d'animaux, va être
ensuite transformée en humus. Les processus de
transformation sont regroupés sous le terme
d'humification. Dans l'humus les restes végétaux
et animaux ne sont plus reconnaissables mais la
nature chimique des corps le composant est
toujours organique. L'humus se compose de grosses
molécules qui se groupent pour former des
colloïdes humiques ou colloïdes organiques. Ces
colloïdes humiques se transforment ensuite en
acides mais cette transformation dépend de 2
facteurs le climat et la végétation.
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- sous climat froid et humide, dans des sols
gorgés d'eau, mal aérés, surmontés d'une
végétation riche en composés acides (éricacées
bruyère, myrtille, rhododendron pins, chênes,
hêtres), les colloïdes humiques donneront des
acides fulviques. Ces acides sont très mobiles,
facilement mobilisés par les eaux de percolation
(c'est-à-dire les eaux qui circulent dans le
sol). Ils sont néfastes pour les sols car ils
entraînent avec eux les argiles et le fer qui
sont des éléments indispensables à la qualité des
sols. Dans ce contexte bioclimatique les humus
qui se forment sont des humus acides ou mor.

• sous climat chaud et humide, dans des sols bien
  drainés, bien aérés, supportant une végétation
  qui restitue beaucoup de composés basiques
  (plantes à feuilles caduques ou plantes
  caducifoliées), les colloïdes humiques se
  transforment en acides humiques. Ces acides sont
  peu mobiles, difficilement entraînés par les
  eaux. Et surtout ils se lient fortement au fer et
  aux argiles qu'ils retiennent dans le sol. Les
  plantes disposent ainsi d'éléments nourriciers en
  abondance.

- enfin une situation intermédiaire aboutit à la
formation d'humus de type moder.
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• En milieu peu actif la décomposition des litières
  est lente, l'horizon organique Ao brun noir,
  fibreux et acide est bien distinct, c'est un mor
• - En milieu biologiquement biologiquement plus
  actif, l'horizon Ao est moins épais et constitue
  un moder.
• - En milieu très actif, la décomposition
  (minéralisation) est très rapide, l'horizon Ao
  disparaît, l'humus est incorporé dans la fraction
  minérale en complexes organo-minéraux formant un
  horizon A1 (mull) à agrégats argilo-humiques à Fe
  et Al.

L'humus joue un rôle important sur la valeur
agronomique des sols cultivés et la physiologie
des végétaux (rétention de l'eau, fixation
d'oligo-éléments, action stimulante sur la
formation et la croissance des racines...) Mais
chaque année, le sol perd de son humus par
minéralisation. L'importance de cette perte
dépend du type de sol (teneur en argile et
calcaire notamment), de la végétation et du
climat (humide ou sec, chaud ou froid).
Les résineux, les Ericacées (bruyère) donnent des
litières qui se décomposent difficilement et
forment une couche noire et épaisse ( Terre de
bruyère ). Le calcaire ralentit l'humification.
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La minéralisation est le terme de l'évolution car
les molécules organiques ont été transformées en
molécules minérales plus simples (CO2, NH3,
nitrates, carbonates). Seules celles-ci sont
susceptibles d'être absorbées par les plantes.
La minéralisation s'accompagne de la diminution
de la teneur en carbone et de l'augmentation de
la teneur en azote. Le rapport C/N renseigne sur
la vitesse et l'importance de la minéralisation
d'un sol. Un sol très riche en carbone va avoir
une minéralisation très lente. Cest un sol
pauvre. Au contraire la forte teneur en azote est
un gage de fertilité. N.B. le problème est
qu'une végétation qui se contente de sols pauvres
en éléments minéraux est une végétation qui n'a
pas besoin de ces éléments pour vivre et qui donc
à sa mort ne pourra en restituer au sol. Pour
enrichir un sol, et augmenter notamment la teneur
en azote, il faut planter une végétation
exigeante qui à sa mort restituera au sol
beaucoup d'éléments minéraux. Il existe aussi des
plantes qui ont la propriété de fixer l'azote
atmosphérique grâce à des nodosités ces
nodosités sont des excroissances placées sur les
racines et provoquées par l'intermédiaire de
bactéries et de champignons. Ces plantes peuvent
donc subsister sur des sols très pauvres et
enrichir à leur mort ces sols en restituant
l'azote prélevé à l'atmosphère ex. légumineuses
(pois, haricots...), les genêts, l'aulne...
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3. LE COMPLEXE ABSORBANT ET LE PRELEVEMENT DES
ELEMENTS NUTRITIFS PAR LES RACINES Les colloïdes
argileux et organiques capables de retenir autour
d'eux les éléments nutritifs avant de les céder à
la plante constituent le complexe absorbant ou
complexe argilo-humique. Autour des molécules qui
composent les colloïdes (micelles) se fixent des
éléments minéraux chargés électriquement. Ces
éléments sont des ions électro-positifs que l'on
nomme cations. Lorsque toutes les positions
disponibles sont prises on dit que le complexe
est saturé. Parmi les cations les plus
importants pour les plantes on trouve les cations
de calcium (Ca), d'azote (N), de potassium (K),
de sodium (Na), de magnésium (Mg), le fer (Fe),
l'alumine (Al) le manganèse (Mn), le soufre
(So4).Ces cations ne sont pas solidement fixés
aux micelles et des échanges peuvent se produire
avec les racines des plantes. La plante échange
un de ses cations d'hydrogène qu'elle possède
contre, par ex., un cation de calcium du sol.
Mais si le sol est acide, les places
disponibles sur les micelles sont occupées par
des cations H qui sont nombreux dans ce type de
sol au pH faible. Or l'hydrogène n'est pas un
élément nutritif pour les plantes. Les éléments
nutritifs existant ne pouvant se fixer du fait de
l'absence de place autour des micelles sont
rapidement emportés par les eaux de percolation.
Un sol acide va donc proposer peu d'éléments
nutritifs pour les plantes et notamment peu de
calcium car il y a une relation entre la teneur
en calcium et le pH.
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Au contraire dans un sol issu de terrains
calcaires, la teneur en calcium sera très forte
Le complexe absorbant est saturé en calcium
lorsque le pH est égal à 7. Au-dessus de 7 il y a
des cations de calcium qui sont libres dans le
sol. En-dessous de 7 nombreuses places peuvent
être prises par les cations d'hydrogène. L'excès
de calcaire n'est pas plus favorable aux plantes
que son déficit car l'excès de calcaire gêne
l'absorption de certains éléments indispensables
pour les plantes et notamment le fer et l'azote.
Les racines prélèvent aussi de l'eau dans le sol.
L'échange se fait grâce aux différences de
pression osmotique qui détermine des forces de
succion plus ou moins grandes. L'osmose est un
phénomène de diffusion qui se produit quand 2
liquides ou 2 solutions de concentrations
moléculaires différentes se trouvent séparées par
une membrane semi-perméable qui laisse passer le
solvant mais pas la substance dissoute. Cette
eau se présente sous 3 formes

• l'eau de gravité est celle qui circule dans les
  canaux les plus grands du sol. Ceux-ci sont
  particulièrement développés lorsque la fraction
  grossière est abondante. Cette eau, qui rejoint
  rapidement les nappes souterraines, échappe aux
  forces d'attraction qui pourraient la lier aux
  particules du sol et, de ce fait, elle n'est pas
  disponible pour les êtres vivants
• l'eau de capillarité est retenue dans les petits
  espaces vides du complexe absorbant. Elle circule
  donc plus lentement que l'eau de gravité et
  n'échappe pas à certaines forces d'attraction.
  Cependant elle n'est pas retenue par des forces
  très importantes ce qui la rend disponible pour
  les végétaux
• - l'eau hygroscopique n'est pas disponible car
  elle est fixée très solidement aux molécules du
  sol.

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4. ROPRIETES DES SOLS
Elle dépendent de la texture la
structure la porosité
Triangle des textures organiques
a. La texture du sol
La texture du sol est définie par la grosseur des
particules qui le composent graviers, sable,
terre fine (ou argiles au sens granulométrique).
Triangle des textures minérales
14
Cougourlier(34). Sols argileux gris à pseudogley.
La texture lourde est visible sur cette photo
dans laquelle la terre semble comme "découpée"
par le couteau.
Bois de Doscare (Mauguio, 34). Sol caillouteux,
niveau de surface appauvri sur les horizons B
rubéfié
Marsillargues. Sol argileux gris à précipitation
de gypse dans le niveau tourbeux.
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b. La structure et l'organisation du sol. Elle
est conditionnée par les colloïdes argiles,
substances humiques hydroxydes. Les argiles
favorisent la fragmentation du sol en produisant
des fentes de retrait à la dessiccation. Elles
peuvent enrober les autres particules et colmater
les pores. Elles peuvent fixer des composés
organiques par adsorption sur leurs feuillets par
l'intermédiaire des oxyhydroxydes d'Al et de Fer
qui forment un revêtement pelliculaire. Ces
complexes organo-minéraux (ou argilo-humiques)
sont agglomérés en agrégats incorporant des
filaments mycéliens et des bactéries à
polysaccharides.

• On distingue 3 grands types de structures
• particulaires sol très meuble 
• - massives éléments liés par un ciment
• - fragmentaires en agrégat (mm), grumeaux (cm)
  ou polyédrique, très favorables aux cultures

Structure grumeleuse d'un sol brun 
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Etang de Carnon. Aspect de surface des argiles
noires. Individualisation de structures
prismatiques.
c. La porosité

• La porosité est lensemble des vides du sol.
  Selon le degré dhumectation, les pores du sol
  sont occupés en majeure partie soit par de leau
  soit par de lair.
• La macroporosité (pores gt 50 microns) contient
  leau de gravitation
• La porosité capillaire (de 0.2 à 50 microns)
  contient leau utile
• La microporosité (inférieure à 2 microns)
  contient leau inutilisable

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Ainsi, la végétation fournit l'humus et assure la
circulation ascendante des matières elle protège
ensuite la roche de l'érosion. La destruction de
la végétation entraîne celle des sols évolués, ou
évolution régressive du sol. Les cycles évolution
/ régression des sols se succèdent à intervalles
de temps courts (cataclysmes, action de l'homme)
ou longs (pulsations climatiques). Le rôle
déterminant du climat dans l'altération des
roches et l'élaboration des sols a donné lieu à
la formulation de la théorie de la biorhexistasie
par ERHART. En climat humide, les conditions
sont favorables à l'altération des roches, au
développement de la végétation et à la formation
des sols la destruction des roches est limitée
aux phénomènes chimiques qui libèrent
essentiellement des ions solubles cette période
favorable à la vie est la biostasie. En période
sèche, les roches mises à nu sont soumises à la
désagrégation mécanique qui produit des matériaux
détritiques grossiers c'est la rhexistasie. En
climat tempéré, il faut environ 1000 ans pour
former un horizon A, plusieurs milliers d'années
pour un horizon B et quelques heures à un homme
pour détruire un sol
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4. FORMATION, CLASSIFICATION ET EVOLUTION DES
SOLS
1. Formation des sols

• 5 facteurs
• 1 principe dévolution
• 3 étapes de formation
• 17 processus

Une gamme presque infinie de sol
a. 5 facteurs
En climat tempéré, lorsqu'une roche affleure,
elle est progressivement altérée et colonisée par
la végétation végétaux inférieurs, plantes
herbacées puis arbres le sol se forme. Il
s'établit d'abord un horizon d'humus sur la roche
altérée (profil AC, sol jeune), puis un horizon
de type B (profil ABC). La profondeur augmente et
le profil pédologique devient de plus en plus
évolué jusqu'à atteindre un état d'équilibre avec
le climat, la végétation et le relief. Les
matières circulent dans le sol dans le sens
descendant, par infiltration des solutions, et
dans les sens ascendant, par remontée capillaire
et remontée biologique (lombrics, termites en
climat tropical, racines).
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Cet exemple montre bien les 5 facteurs qui
régissent la pédogenèse

• Le climat
• Le matériel minéral parental
• Les êtres vivants
• Le relief
• Le temps

La fertilité d'un sol est liée à plusieurs
facteurs - la roche-mère qui peut contenir des
éléments nutritifs en abondance qui viendront
enrichir le complexe absorbant au fur et à mesure
que se poursuit l'évolution du sol ou au
contraire l'appauvrir en fournissant des ions H.
- le climat qui, par le biais des températures et
de l'humidité, détermine la vitesse et
l'importance des processus d'altération,
d'humification et de minéralisation. - la
végétation qui influe sur le pH du fait de la
composition chimique de ses tissus - le relief
le temps
Influence du climat
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Relief
Climat
Temps
Relief / climat
21
b. 1 principe dévolution
Influence du matériel minéral parental
22
c. Les trois étapes de la formation

1. Altération de la roche mère
2. Enrichissement en matières organiques
3. Transferts de matières et formations dhorizons
   différenciés

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d. 17 processus fondamentaux

• Processus liés à lhumification (climats froids
  ou tempérés)
• Décarbonatation
• Décalcification
• Brunification
• Lessivage
• Podzolisation
• Andosolisation

• Processus conditionnés par de forts contrastes
  saisonniers (climats continentaux)
• Mélanisation
• Calcification
• Vertisolisation

• Processus à base daltération géochimique
  prolongée (climats méditerranéens, tropicaux,
  équatoriaux)
• Fersiallitisation
• Ferrugination
• Ferralitisation

• Processus liés aux conditions physico-chimiques
  de la station (tous climats)
• Hydromorphie
• Salinisation
• Sodisation
• Alcalinisation
• Sulfatoréduction

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2. Classification des sols
Une coupe du sol fait apparaître plusieurs bandes
d'épaisseur variable, de quelques centimètres à
quelques mètres, les horizons. Les horizons se
distinguent les uns des autres par la couleur et
la nature des constituants minéraux ou
organiques. Chaque horizon est
conventionnellement désigné par une lettre
majuscule et pour les subdivisions on rajoute une
lettre minuscule ou un chiffre.

• 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 avecde 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.

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1.2 Les horizons A Ils sont constitués d'un
mélange de matière organique et de matière
minérale. Ils sont situés à la partie supérieure
de la couverture végétale, sous l'horizon O s'il
existe. Les horizons A sont structurés par
l'activité biologique (faune, racines...) qui
contribuent à la formation de complexes
argilo-humiques.
1.3 L'horizon éluvial E C'est un horizon
appauvri en en fer, en minéraux argileux, en
aluminium par entraînement de ces éléments
latéralement ou vers la profondeur. Les matières
entraînés peuvent notamment se concentrer plus
bas et former un horizon BT ou BP.
1.4 Les horizons BT et BP Ces horizons sont
caractérisés par une accumulation de matières par
rapport aux autres horizons du profil. Cet
enrichissement peut être en fer, en aluminium, en
argile, en humus. L'horizon argilluvial BT est
enrichi en argiles provenant d'un horizon éluvial
E au-dessus ou en amont. L'horizon podzolique BP
est à base de matière organique et d'aluminium,
avec éventuellement du fer. Sa couleur est orangé
à rouge.
26
1.5 Les horizons S Les horizons structuraux S
sont des horizons typiques des sols évolués ils
sont formés par l'altération des minéraux
primaires (hydrolyses, oxydation,
décarbonatation...) qui libèrent notamment des
argiles et des oxy-hydroxydes de fer. Ils
correspondent aux horizons B des anciennes
classifications.
1.6 Les horizons réductiques G Ils sont produits
par des phénomènes de réduction, en particulier
du fer, dus à un engorgement quasi-permanent.
Leur teinte est généralement grise à verdâtre.
Des oxydations locales donnent des taches
rouille. Si l'eau peut circuler, le fer réduit
soluble est exporté et l'horizon s'appauvrit en
fer. 1.7 Les horizons vertiques V Ils sont très
riches en argiles gonflantes (smectites) qui leur
confèrent des propriétés physiques particulières
à l'état humide gonflement, forte plasticité,
faible taux d'infiltration à sec, rétraction
avec profondes fentes de retrait forte
Capacité d'Echange Cationique.
27
1.8 L'horizon Fersialitique FS Il résulte de
l'altération fersialitique des minéraux (climat
sub-tropical et méditerranéen). Les argiles sont
de type 2/1 (smectites) et le fer est abondant.
La couleur est orangé à rouge. La capacité
d'échange est assez élevée et la capacité de
rétention d'eau est bonne. 1.9 Les horizons peu
évolués ou jeunes J Ce sont des horizons peu
différenciés mais différents de la roche-mère
la structure pédologique existe mais elle est peu
évoluée parce que la formation est récente ou que
les facteurs de la pédogénèse sont peu efficaces
ou bloqués (climat trop sec, trop froid...) Ils
contiennent peu ou pas de matière organique.
1.10 L'horizon labouré L Le travail de la
charrue retourne la couverture pédologique et
mélange les horizons. A cette action mécanique,
importante près de la surface, s'ajoutent les
apports de substances allochtones qui sont
incorporées au sol (engrais, amendements,
épandages, traitements divers...) A une trentaine
de cm de profondeur, un niveau plus tassé
constitue la semelle de labour. 1.11 La
roche-mère M, R, D et l'horizon C La roche
située à la base de la couverture pédologique
peut être peu altérée elle est dénommée R pour
une roche dure et massive, M pour une roche
meuble. Si la roche est altérée et fragmentée,
elle est appelée C.
28
b. Les principaux types de sols et leur évolution
Evolution des sols sur substrat calcaire
29
Evolution des sols sur substrat siliceux
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2.1 Sols peu différenciés - lithosols profil
réduit à la roche de type M R couche O
possible. - cryosols sols gelés périodiquement
en surface, constamment en profondeur (pergélisol
ou permafrost) - colluviosols sur colluvions
de pente formées de portions de sols érodés et de
roches altérées ou non. - fluviosols sur
alluvions fluviatiles profils à horizon de type
J ou A sur une roche meuble à base de limons et
de graviers (M). - rankosols ou ranker sur
roches siliceuses humus peu actif (mor) profil
(O)/ A/ C ou R.
Colluviosol
Causse Méjan. Lithosol sur calcaire fissuré.
Paysage sur Calcosol.
31
Ranker sur éboulis siliceux (Haute Ubaye)
Sol ranker cryptopodzolique sur schistes
Ranker humifère sous cailloutis.
32
Lithosol sur calcaire en plaquettes, plus ou
moins fissurés
Lithosol et rendosol à éclat sur bancs calcaires
plus durs alternant avec des faciès plus marneux.
33
2.2. Sols issus de processus liés à
lhumification Ils comprennent en particulier les
Rendosols (ou Rendzines) et les Calcosols. Ils
sont installés sur une roche calcaire C, R ou M.
- Rendosols profil (O), Aca/C, M ou R. L'horizon
A est calcaire (Aca), il contient un complexe
argile - humus - Ca C03, l'épaisseur est au
maximum de 40 cm. - Calcosols Ils possèdent en
plus un horizon structural calcaire Sca (de
décarbonatation).
Rendosol sur calcaires en plaquettes vertes et
bleues
Rendzine sur calcaire jurassique (Jura méridional)
34
Rendzines On les trouve classiquement sur les
versants calcaires. L'horizon humifère est épais,
bien structuré en grumeaux irréguliers, gris à
bruns-noirs, formés de complexes
argile-humus-calcaire (horizon Aca). L'humus est
un mull. L'activité biologique est intense.
Quelques cailloux de craie y sont dispersés. Une
partie du calcaire est détruite par l'eau de
pluie acide et reprécipitée en profondeur, au
contact du substrat crayeux. Sur roches calcaires
argileuses, les rendzines peuvent évoluer en
rendzines brunifiés avec décarbonatation
partielle de l'horizon humifère et apparition
d'un horizon structural B (ou S) plus compact
au-dessus de la roche-mère. Ce phénomène de
brunification est plus lent sur la craie qui est
contient peu d'argile. Les rendzines sont des
sols peu épais mais bien structurés et bien
aérés. Ils sont favorables à l'agriculture à
condition que de l'eau soit fournie pendant la
saison sèche (remontée capillaire à partir de la
craie, irrigation). Cependant l'humus est
rapidement minéralisé et la présence de calcaire
élève le pH, ce qui favorise la perte d'azote, et
insolubilise des éléments indispensables au
développement de la plante comme le phosphore, le
fer, le bore. L'apport de ces éléments devra être
constamment renouvelé sous forme d'amendement
organique et d'engrais.
35
Calcosol peu caillouteux, irrégulièrement profond
Calcosol sur marnes, plus ou moins épais.
36
Sols bruns ou Brunisols Sols des climat tempérés
profil A/S/C humus actif (mull), horizon S
brun (association oxydes de Fe - argiles)
Formation Sols bruns se développe
typiquement au niveau des forêts de feuillus sous
un climat tempéré suivant un processus de
brunification. Il nécessite un apport constant de
matière organique (activité biologique importante
dans l'horizon superficiel) et une début de
lessivage (niveau d'argile uniforme au sein de
l'horizon B). Il est en général épais. Sols
bruns calciques se développent au niveau
d'affleurements de calcaires tendres très purs ou
de colluvions calcaires sous un climat tempéré.
Il résulte d'un phénomène de brunification
(calcaire actif inférieur à la teneur en matière
organique). Les sols bruns calciques sont le
résultat de l'évolution des rendzines. Les
horizons A et B sont dépourvus de calcaire.
Sol brun à gauche sur craie, à droite sur
limons (Amiens)
37
Profil n 95 - MorphologieAp - 0/10 cm Limon
sableux, calcaire, beige, structure grumeleuse (5
mm), meuble, racines peu nombreuses.Ah - 10/30
cm Limon sableux, calcaire, beige, structure
polyédrique subanguleuse (60 mm), meuble, racines
peu nombreuses.B1 - 30/50 cm Limon sableux,
calcaire, beige orangé, structure polyédrique
subanguleuse (50 mm) à tendance continue, peu de
racines.B2 - 50/210 cm et Limon sableux,
calcaire, jaunâtre, structure polyédrique
subanguleuse (40 mm) à tendance continue, peu ou
pas de racines.
Sol brun calcaire profond (calcosol),
limono-sableux, issu de loess
38
Sol (brun) calcaire anciennement cultivé sur
marnes hauteriviennes (Corconne)
39
Sols bruns lessivés ou Luvisols Ce sont des sols
présentant une forte illuviation d'argile.
L'horizon supérieur est appauvri en argile et en
fer, il est plus clair et perméable (horizon E).
L'horizon sous-jacent concentre l'argile et le
fer, il est plus coloré et présente une structure
polyédrique ou prismatique (horizon BT). Profil
A/E/BT/C ou M.
Ap - 0/25 cm Limon sablo-argileux, brun (10 YR
33), structure grumeleuse (10 mm),  peu compact.
Nombreux cailloux, nombreuses racines.Ah - 25/55
cm Limon sablo-argileux, beige (7.5 YR 46),
structure polyédrique subanguleuse (20 mm),
compact. Cailloux assez nombreux, racines assez
nombreuses.Btg - 55/90 cm Limon
argilo-sableux, rougeâtre (5 YR 46), structure
polyédrique anguleuse (50 mm), très compact, peu
de cailloux, peu de racines. Quelques taches
grises.BCg - 90/120 cm Argile limoneuse, jaune
rougeâtre (10 YR 66), structure prismatique (100
mm), très compact, peu de cailloux, pas ou peu de
racines. Nombreuses taches rouille (7.5 YR
58).Cg - gt 120 cm Sable argileux, structure
particulaire, très compact à induré, pas de
racines.Roche mère Argile à silex.
40
Podzols ou Podzosols Sols à horizon cendreux de
zones boréales (Taïga) et tempérées humides
Profil de type O/A/E/BP A mor noir peu épais
E horizon résiduel cendreux, surtout du quartz
très lessivé sous l'action des acides organiques
de l'humus. BP coloré accumulation de composés
organiques et minéraux.
Podzol un horizon d'accumulation sombre sous un
horizon décoloré d'éluviation
41

• Les podzols (terme russe signifiant sols
  cendreux) sont des sols de milieu acide à faible
  activité biologique. Dans les sols podzolisés
  (podzols et sols podzoliques), le mor (lhumus
  brut), subit une lente décomposition. Il se forme
  alors deux couches différentes lune cendrée,
  amorphe, formée de grains de quartz détritique
  lautre colorée et compacte, chargée daluminium,
  dhydroxydes de fer, doxydes de fer, de silice
  et de matière organique prend laspect dun
  ciment de quartz. Le froid de la zone boréale du
  Nord de la Russie peut participer au mécanisme de
  décomposition de l humus (podzol à permafrost).
  Mais la podzolisation se trouve aussi, du fait de
  lacidité, dans des zones tempérées (roches mères
  très quartzeuses, forêt résineuse, lande à
  bruyère). Une dégradation biochimique des
  minéraux silicatés précède leur transport par
  leau sous leffet de la gravitation.

Andosols
Sol noir, fertile, léger, à fort pouvoir
absorbant, se développant sur roches volcaniques
dans des conditions de température pas trop
élevée, d'insolation réduite et d'humidité
persistante. Ses caractéristiques originales sont
sa richesse en matière organique et la présence
de constituants argileux appelés allophanes,
dérivant de l'altération de projections
volcaniques basiques ou acides.
42
Andosol typique sur basalte (hêtraie,
Escandorgue)
Colluviosol sur basalte. Pézenas, le Trou du
Conil.
43
2.3. Sols issus de processus liés à laltération
géochimique prolongée
En climat chaud et humide, l'hydrolyse est
totale, elle se fait à pH neutre les silicates
sont hydrolysés en gibbsite l'acide silicique et
les cations solubles sont lessivés, il reste sur
place le fer et l'aluminium qui constituent un
sol ferralitique ou latéritique. Les oxydes de
fer peuvent se concentrer en surface et
constituer une croûte ferrugineuse, la croûte
latéritique. La matière orge. La matière
organique, oxydée, intervient peu. Les latérites
en place ou remobilisées sont susceptibles d'être
exploitées comme minerai de fer ou d'aluminium
(bauxite). Les gisements de bauxite des Baux en
Provence ont cette origine. Le lessivage, en
éliminant les cations, augmente l'acidité du sol.
En climat chaud et à saisons sèches et humides
alternant, le lessivage et le confinement
alternent, les solutions remontent à la surface
en saison sèche, la matière organique est
minéralisée rapidement et a peu d'action, des
smectites se forment, la silice reste sur place.
Le sol contient l'association Fe, Si et Al, c'est
le sol fersialitique des pays tropicaux et
méditerranéens. La concentration en surface des
oxydes de fer produit le phénomène de rubéfaction.
44
Association de lithosols et fersialsols calciques
rouges en poches (le Causse, à Cazedarnes)
Roujan. Fersialsol calcique
45
Bois de Doscare (Mauguio, 34). Sol caillouteux,
niveau de surface appauvri sur les horizons B
rubéfié. des hauts niveaux Villafranchiens.
Servian. Sols rouges sous vignes (Carignan).
46
Fersialsols acides d'altération ancienne sur
colluvions de schistes et grès ordoviciens
Colluvium fersiallitique, le long de la N112 (la
Crousette, Bouldou)
47
Sol ferralitique (Hawaï)
Sol ferralitique (Hawaï)
48
2.4 Sols issus de processus conditionnés par de
forts contrastes saisonniers
Les vertisols sont des sols à argiles gonflantes
(montmorillonite) qui leur confèrent compacité et
adhérence (en période humide) ainsi que des
propriétés de gonflement-retrait. En saison
sèche, ils présentent de larges et profondes
fentes de retrait. Les vertisols sont de bonnes
terres, lorsqu'on peut les irriguer ou lorsque le
climat est assez humide, mais les racines peuvent
être écrasées, aplaties, cassées par les
mouvements des agrégats
Fentes de retrait dans un vertisol
Plan de glissement dans un vertisol (période
humide)
49
2.4 Sols issus de processus liés aux conditions
physico-chimiques de la station

• Sols hydromorphes (gley)

• sols  imbibés d'eau le déficit d'oxygène
  ralentit l'humidification et réduit le Fe
  (couleur gris-vert), à l'extrême, une gley peut
  donner une tourbe
• Les sols hydromorphes organiques se caractérisent
  par . Une matière organique de type tourbe
  . plus de 30 sur au moins 40cm si la matière
  minérale est argileuse . Plus de 20 si la
  matière minérale est sableuse

Calcosol à hydromorphie de profondeur et à
passées colluviales (Autignac)