CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE DIVERS

. CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INFLUENCE

DE DIVERS COMPOSANTS SUR

LES CARACTERES PHYSICO-CHIMIQUES

DES SOLS MAROCAINS

II. - Les sols de la Plaine du SaTs

A. DEFLANDRE *

SomllnB

Introduction

Technique d'étude

Sols étudiésCaractères généraux

Données analYtigues

Résultats obtenus

SoI châtain isohumique subtropical encrotté vertique

Vertisol topo-lithomorPhe modal

Sol brun isohumique subtropical modal

Sol rouge méditerranéen lessivé

Sol hydromorphe moyennement organique et fortement calcaire

Sol rouge méditerranéen lessivé à caractères isohumiques

SoI brun isohumique subtropical à croùte calcaire

* Ingénieur Chimiste à la Station de Base de Pédologie' D.R.A.' Rabat.

Al-Awamia 60, avril 1980, PP. I à 44.

2 uEFLANDRE A.

Discussion des résultatsfnfluence de la matière organiqueInfluence du ferInfluence du calcaireInfluence de I'argile

Conclusion générale

Introduction

Le but de cette recherche a été dêjà décrit dans un articleprécédent (5). Rappelons brièvement qu'il consiste d'étudier le rôlede divers constituants du sol (argiles, matières organiques, calcaires,oxydes et hydroxydes) sur les valeurs de la capàcité d'échange debases des sols marocains. Afin de connaître I'influence de ces diversconstituants, nous avons soumis les échantillons à différents traite-ments :

l. Déshumification.

2. ûecalcarisation.

3. Déferrification.

Les résultats des mesures de la capacité d,échange de basesdes échantillons ainsi traités ont été contrôlés par I'analyse thermi-que différentielle et les rayons X afin de s'assurer que les minérauxargileux ne sont pas affectés par les traitements.

Technique d'étude

Comme daps l'étude précédente, les trois techniques de mesurede la capacité d'échange de bases ont été éprouvées et comparées.Les conclusions sont identiques et le choix de Ia technique de peséeest la même avec la restriction que les résultats, dans certains casparticuliers sont un peu différents des autres. En effet, dans le casd'un sol très humifère et calcaire et d'un sol sàbleux, les pertesde matière organique, de calcaire ou de grains de qtartz qui necollent pas au fond du tube de la contrifugeuse donnent des valeurstrop élevées de la capacité d'échange de bases. De ce fait les résul-tats de ces sols seront comparés par rapport aux valeurs obtenuespar percolation. Il ne faut pas perdre de vue également que ladispersion des résultats par pesée est un peu plus êlevêe que dansles deux autres méthodes mais I'ordre de grandeur des différencesest celui généralement admis pour ces techniques.

Les résultats des déterminations de la C.E.B. qui figurent dansle tableau 1 ont été rapportés à la terre décalcarisée afin de pou-

PHYSICO-CHIMIE DBS SOLS DU SAïS

voir comparer les résu1tats, la teneur en calcaire étant variable aussibien dans un profil que d'un profil à I'autre (Tmr. 4, col. 1.2.3.).

Sols étudiés

Bien que ces profils soient déjà décrits en détail dans lelivre-guide de I'excursion 1966 (3,4), il est bon de rappeler ici, pourune meilleure compréhension des résultats, quelques-uns de leurscaractères qui se rapportent au sujet de notre étude.

Caractérisation des stols (Tlnl. 2 et 3)

S o l c h â t a i n i s o h u m i q u e s u b t r o p i c a l e n c r o û t év e r t i q u e ( n o 1 3 )

Ce profil présente quatre horizons principaux, très nettementdifférenciés, qui sont de haut en bas:

a) un horizon de couleur foncée (0-35 cm), peu calcaire maisà complexe absorbant saturé,

b) un horizon fortement calcaire (35-70 cm),

c) un horizon extrêmement calcaire (70-90 cm), tendre, tuffeuxà teneur en calcaire maximum,

d) un tuf calcaire maximum.

Ce profil est très complexe et porte la marque de plusieursproc€ssus de pédogenèse, en particulier la rubéfaction, I'encroûte-ment et la tirsification. Seuls les deux horizons supérieurs ont étépris en considération dans cette étude.

V e r t i s o l t o p o - l i t h o m o r p h e à s t r u c t u r e l a r g ed è s l a s u r f a c e , m o d a l . ( n ' 1 4 )

Au point de vue morphologique on distingue d4ns ce profil,sous Ia mince couche labourée, quatr€ horizons principaux qui sontde haut en bas:

a) ug horizon supérieur (10-80 cm) à structure en prismesgrossiers et sous-structure polyédrique fine à organisation lamellaire,

b) un horizon intermédiaire (80-130 cm) dont la structureest également prismatique grossière, mais qui se subdivise en élé-ments de taille moyenne: cet horizon présente tout un système defaces de glissements obliques,

4

c) un horizonde glissement et deszon précédent.

DEFLANDRE A.

inférieur (130-180 cm) qui présente des facesformes structurales analogues à celle de I'hori

S o l b r u n i s o h u m i q u e s u b t r o p i c a l , m o d a l l é g è -r e m e n t v e r t i q u e ( n o 1 5 )

Ce profil montre trois horizons principaux :

a) un horizon supérieur (G35 cm), englobant la couche labou-rée, de couleur foncée, calcaire, avec quelques concrétions,

b) un horizon intermédiaire (35-100 cm), dans lequel le cal-caire augmente fortement par rapport à l'horizon supérieur'

c) un horizon inférieur, correspondant à la roche-mère, qui

est un limon fortement calcaire dans lequel le calcaire s'individua-lise sous forme de nombreux amas et de granules et de nodules.

Les matériaux originels des profils 13, 14 et 15 sont à lateneur en calcaire près, très semblables, et il est frappant de voirà quel point des sols si proches I'un de I'autre, ont pu évoluer defaçon si différente.

S o l r o u g e m é d i t e r r a n é e n l e s s i v é à c a r a c t è r e si s o h u m i q u e s ( n " 1 6 )

ce profil présente deux horizons principaux qui se différencientmorphologiquement par leur couleur et leur structure :

a) sous une mince couche ameublie par le labour, I'horizonsupérieur (1G15 cm) de couleur brun-rougeâtre, à une structure peu

développée, polyédrique fine à tend4nce prismatique grossière, locale-

ment continue,

b) l'horizon inférieur, rouge à une structure prismatico-cubique

bien déleloppée, de taille moyeqne avec une sous-structure polyédri

sue fine.

S o l h y d r o m o r p h e m o y e n n e m e n t o r g a n r q u e s u r

r o c h e - m è r e f o r t e m e n t c a l c a i r e ( n " 1 7 )

Ce profil qui se développe depuis la surface jusqu'au niveau

du sol enterré -(135

cm) montre, de haut en bas trois horizons

principaux:

PHYSICO-CHIMIE DES SOLS DU SAïS

a) un horizon supérieur mince (G35 cm), riche en matièreorganique surtout dans les 10 cm superficiels. La structure est forméed'éléments grumeleux ou polyédriques émoussés de petite taille,

b) un horizon intermédiaire (25-80 cm) dans lequel l'évolutionde la roche-mère est faible : ll est caractérisé par une couleur griseet une structure peu développée, surtout polyédrique,

c) un horizon inférieur, à structure pratiquement continue, dontla couleur est plus brune que dans I'horizon précédent, et quicontient des concrétions à la fois calcaires et femrgineuses, ces con-crétions se sont surtout développées dans un sous-horizon mince com-pris entre 95 et 105 cm.

S o l r o u g e m é d i t e r r a n é e n l e s s i v é à c a r a c t è r e si s o h u m i q u e s ( n ' 1 8 )

On distingue trois horizons au-dessus du calcaire lacustre lapiazé :

a) un horizon sableux supérieur (sable quartzeux), légèrementorganique, à structure grumeleuse peu développée (0-20 cm),

b) un horizon intermédiaire (20-40 cm), encore sableux maisdans lequel la teneur en argile augmente progressivement,

c) un horizon inférieur, de plus en plus argileux, à structureprismatique grossière et sous-structure polyédrique ffne.

Le calcaire dv Tapiazé, épais de moins de 10 cm, à grandescheminées de dissolution, a pu contribuer en partie à la formationdu sol par son résidu de décarbonatation, mais I'essentiel de laroche-mère est un apport.

S o l b r u n i s o h u m i q u e s u b t r o p i c a l à c r o û t ec a l c a i r e ( n ' 1 9 )

Ce sol montre trois horizons principaux :

a) un horizon supérieur (0-30 cm), calcaire, un peu organi-que, de couleur brun foncé légèrement rougeâtre. Sa structure estgrumeleuse et polyédrique. Cet horizon est homogène aussi bien pourla texture que pour la teneur en matière organique et en cal-caire,

b) un horizon intermédiaire (30-70 cm) fortement calcaire en-croûté,

c) un horizon inférieur qui est un tuf fortement calcaire.

DEFLANDRE A;

Donnêes analytiques (Tlsr. 2 et 3)

S o l c h â t a i n i s o h u m i q u e s u b t r o p i c a l e n c r o û t év e r t i q u e ( n ' 1 3 )

Argile

La teneur en argile des horizons situés au-dessus du tuf estforte (59 %) en surface. EIle est légèrement plus élevée à la basede I'horizon supérieur qu'à la surface du sol. Par ailleurs, dansI'horizon encroûté, le pourcentage d'argile, rapporté à la fractionnon calcaire, est plus fort que dans I'horizon supérieur.

La fraction argileuse de tous les horizons comprend une pro-portion très importante de montmorillonite.

Matière organique

La teneur en matière organique est de 2,4 Vo à la surface duiol, elle décroît lentement et régulièrement en profondeur.

Calcaire

L'horizon supérieur n'est pas ou peu calcaire. L'horizon (35-70 cm) est fortement calcaire et en contact avec l'horizon tuffeux(70 cm).

:" Fer

Le taux de fer total est de 7,5 Vo dans I'horizo! non calcaireet celui du fer libre de 3,6 Vo. Le rapport fer libre sur fer totalest proche de 0,50 pour I'horizon non calcaire. Dans l'horizon cal-caire (35-70 cm) le taux de fer total est de 1,25 et celui du ferlibre 0,4 Vo. Le rapport fer libre sur fer total est de 0,30.

V e r t i s o l t o p o - l i t h o m o r p h e à s t r u c t u r e l a r g e

d è s 1 a s u r f a c e , m o d a l ( n " 1 4 )

Argile

La teneur en argile est forte, de I'ordre de 6O à 1OVo, etvarie peu dans les différents horizons. La proportion de la mont-morillonite dans I'argile est forte.

PHYSICO-CHIMIB DES SOLS DU SAïS

Matière organique

La teneur en matière organique est de 2 Vo en surface, elle

diminue lentement et régulièrement avec la profondeur.

Calcaire

La teneur en calcaire est faible en surface (5 %) mais augmegtelentement et régulièrement avec la profondeur t(12 Vo 150-180cm).

Fer

Le taux de fer total est de 7 Vo dans I'horizon supérieur etcelui du fer libre de 1,7 5 Vo . Le rapport fer libre sur fer total estde O,25. Les taux de fer total et de fer libre diminuent avec laiprofondeur mais le rapport fer libre sur fer total reste constant(0,25).

S o l b r u n i s o h u m i q u e s u b t r o p i c a l , m o d a l , l é g è -r e m e n t v e r t i q u e ( n ' 1 5 )

Argile

La teneur en argile est forte dans tout le profil (5t % ensurface). Elle augmente en profondeur jusqu'à un maximam (58,5 Vo)qui est situé à la partie supérieure de l'horizon à granules et nodu-les.

La proportion de montmorillonite dans l'argile est forte, maisce minéral est mal cristallisé dans ce profil.

Matière organique

La teneur en matière organique est de 2,9 en surface, ellediminue d'abord régulièrement et assez rapidement jusqu'à une pro-fondeur d'environ 50 cm,

Calcaire

La teneur en calcaire est élevée dès l'horizon de surface (17 %)et augmente fortement avec la profondeur (42 Vo à 70 cm)'

Fer

Le taux de fer total est de 5,57 Vo et cel:ui de fer libre 2,20 Vodans I'horizop supérieur. Le rapport fer libre sur fer total est de0,38. Le taux de fer total et de fer libre diminuent avec la profon-deur. Le rapport fer libre sur fer total est plus élevé (0,50).

DEFLANDRE A.

S o l r o u g e m é d i t e r r a n é e ni s o h u m i q u e s ( n o 1 6 )

Argile

l e s s i v é à c a r a c t è r e s

La teneur en argile augmente lentement et régulièrement de lasurface (47 %) vers la profondeur (64 %). La fraction argileusecomprend une proportiop moyenne de montmorillonite qui est malcristallisée et en partie interstratifiée.

Matière organique

La teneur en matière organique est de 2,3 Vo en surface, ellediminue lentement et régulièrement avec la profondeur.

Calcaire

Le calcaire est absent dans tout le profil mais le complexeabsorbant est saturé en majorité par le calcium.

Fer

Le taux de fer total est de 6,2O et celui du fer libre estde 4,10. Le rapport fer libre sur fer total est de 0,66. Dans I'hori-zon profond le taux de fer total est de 8,5 et celui de fer librede 5,5. Le rapport fer libre sur fer total est de 0,65.

S o l h y d r o m o r p h e m o y e n n e m e n t o r g a n i q u e s u rr o c h e - m è r e f o r t e m e n t c a l c a i r e ( n o 1 7 )

Argile

La teneur en argile est élevée pour la fraction non calcaire.EIIe est de 51,5 Vo dans I'horizon supérieur, 55 à 64 Vo dans l'hori-zon intermédiaire et diminue dans I'horizon sous-jacent. L'argile con-tient une assez forte proportion de montmorillonite qui est mal cris-tallisée et en partie interstratifiée.

Matière organique

La teneur en matière organique élevée en surface (II Vo), di-minue rapidement dans les 30 premiers centimètres (1,9 Vo à 30-40 cm), puis décroît régulièrement et très lentement.

Calcaire

La teneur en calcaire est forte, elle augmente avec la profon-cleur de 37 Vo en surface à un maximum de 74 Vo.

PHYSICO-CHIMIE DES SOLS DU SAiS

Fer

La teneur en fer total et en fer libre est faible dans tout le

p r o f i l . L e r a p p o r t d e f e r l i b r e s u r f e r t o t a l e s t d e 0 , 2 3 d a n s l , h o r i -zon supérieui, O" 0,29 dans I'horizon sous-jacent et -de, 0,33 dans

I'horizon profond. Le rapport augmente avec la profondeur'

S o l r o u g e m é d i t e r t a n é e n l e s s i v é à c a t a c t è r e s

i s o h u m i q u e s ( n " 1 8 )

Argile

La texture qui est sableuse en surface (12 Vo d'argile) devienl

progressivement argileuse en profondew (55 Vo d'argile à 80 cm).

Les- minéraux argiÈux sont mal cristallisés et mal définis.

Matière organique

La teneur en matière organique estelle diminue lentement et régulièrement

Calcaire

Le calcaire est absent, le complexe absorbant est cependant

saturé en calcium.

Fer

La teneur en fer total augmente avec la profondeur parallèle-

ment à la teneur en argile (2 7o en surface' 6,5 Vo à 60 cm)' Le

rapport fer libre sur fer total est éIevê : 0,77 à 0,90' Ce rapport

esi-plus élevé que celui des autres sols de cette série'

S o l b r u n i s o h u m i q u e s u b t r o p i c a l à c r o û t e c a l -

c a i r e ( n o 1 9 )

ArgiIe

Par rapport à la fraction non calcaire du sol, le pourceptage

d,argile restè constant dans I'horizon supérieur (40 %), puis augmente

uo f"o dans I'horizon encroûté et fortement dans le tuf (7O %)' La

fraciion argileuse dans I'horizon supérieur est composée de montmo-

rillonite -ul "rirtullisée et en partie interstratifiée tandis que dans

le tuf elle est bien cristallisée.

Matière organique

La teneur en matière organique est assez forte en surface

faible (1,8 7o en surface),avec la profondeur.

1 0 DEFLANDRE A.

(4 vo) elle ne varie pas dans I'horizon supérieur puis elle diminuebrusquement au niveau de I'horizon encroûté.

Calcaire

La teneur en calcaire est pratiquement constante dans I'horizonsupérieur (24 vo), elle augmente brusquement et fortement dans l'hori-zon encroûté pour atteindre une valeur maximum (90 %) dans Ietuf.

Fer

Les teneurs en fer total sontrieur et de 0,20 dans le tuf. Leest de 0,5 en surface et de 0,20

Résultats oblenus (Tarr. 4)

de 4,5 Vo dans I'horizonrapport fer libre sur feren profondeur.

supé-total

Dans le tableau 4 figurent les résultats obtenus suivant lesdifférentes techniques (col. 1, 2 et 3), leurs moyennes (col. 4), larelation 100 T/argile (col. 5) et les résultats de la capacité d'échangede bases obtenus après traitements r(col. 6, 7, 8 et 9).

Sol châtain isohumique subffopical encroûté verlique (n" 13)

C a p a c i t é d ' é c h a n g e d e s b a s e s ( T l n r . 4 )

Sol naturel (col. 1, 2, 3, 4 et 5)

La C.E.B. oscille autour de 5O méq/lO} g en rapportant lesrésultats à la terre décalcarisée, sauf dans I'horizon profond où elleest plus faible (29 méq/lûO g). Cependant si les résultats sontrapportés à la teneur en argile, 100 T/A elle est plus élevée. Lesvaleurs $ont de I'ordre de 74 à 76 dans les horizons supérieurs etde 100 dans I'horizon calcaire encroûté, en prenant comme valeur

de la C.E.B. celle du sol décalcarisé @7 x100 + 100).46,5

Sol décalcarisé (col. 6)

Après décomposition totale du calcaire par I'acide chlorhydriquedilué, les valeurs de la capacité d'échange de bases obtenues sontidentiques à celles du sol naturel calculées par rapport à la terrenon calcaire sauf dans I'horizon profond.

PHYSICO-CHIMIE DES SOLS DU SAïS 11

Sol déshumifié (col. 7)

Sous l'effet de I'attaque à I'eau oxygénée, ta C.E.B. accuseune diminution assez sensible dans I'horizon supérieur (de 50 à 45méql100 g), faible dans I'horizon sous-jacent (de 49 à 47 méq./lffi g) et nulle dans les autres horizons.

Sol déferrisé (col. 8 et 9)

Après traitement à l'acide chlorhydrique dilué et à I'eau oxy-génée, sol décalcarisé et déshumifié, la C.E.B. passe de 50 à 40 - 47méq/l}} g, sauf dans I'horizon profond. Les valeurs obtenues aprèsdéferrification sont identiques, excepté celles de 1'horizon encroûté,(de 50 à 4O méq/100 g).

A n a l y s e t h e r m i q u e d i f f é r e n t i e l l e ( G u p s . 1 )

Sol naturel

L'allure générale de Ia courbe d'A.T.D. est celle d'un sol argi-leux non calcaire en surface et le devenant en profondeur. Le picde déshydratation à 130"C est important (présence d'un mineralgonflant). Les réactions exothermiques à 340 et MO'C sont peunettes dans l'horizon de surface et plus prononcées dans l'horizonintermédiaire. Dans I'horizon profond, seul le pic à 340'C apparaît.Le pic de déshydroxylation à 550'C est net et est suivi d'un picendo à 760. C très faible (?). A haute températute, le pic exo à900'C est précédé d'un pic endo à 880" C.

Sol déshumifié

Après traitement à l'eau oxygénée pour éliminer la matièreorganique, Ies réactions exothermiques sont plus faibles, seule celleà 440'C subsiste. On observe une diminution de I'amplitude de laréaction. Dans l'horizon de surface le pic endo à 770' C se déplaceà 800' C (?) et I'exo à 900" C est moins net.

Sol décalcarisé et déshumifié.

A,près traitement les deux pics exothermiques à 340 et 44Oo Cont complètement disparu et il n'y a plus de réaction exo entre200 et 500" C. Après le pic de déshydroxylation à 550'C on voitapparaître un pic endo à 570" C caractéristique du quartz. Le picexo à 92O" C est plus net mais n'est pas précédé d'une réactionendo à 880" C.

t2 DBFLANDRE A.

Sol décalcarisé, déshumifié et déferrisé

Après déferrification, I'allure de la courbe d'A.T.D. est sem-blable à la précédente, sauf le pic à 92A'C qui disparaît complè-tement. Dans les deux horizons supérieurs on observe un petit cro-chet endo à 760'C correspondant à celui de l'échantillon naturel.

L'allure des courbes d'A.T.D. nous montre quù cette argilerappartiendrait au groupe des beidellites ferrifères (6, 9, 1O).

R a y o p s X

Ce profil contient essentiellement de la montmorillonite biencristallisée en présence de traces d'illite, de chlorite et d'interstratifiéstrès faibles. La montmorillonite est très bien cristallisée dans I'hori-zon calcaire encroûté. On constate la présence de quartz et d'apatitedans tous les horizons.

Vertisol topo-Iithomorphe modal (n" 14)

C a p a c i t ê d ' é c h a n . g e d e b a s e s ( T r ' r r . 4 )


La capacité d'échange est élevée dans les deux horizons supé-rieurs, elle est de 57 méq/l}O g par rapport à la terre décalcarisée,et plus faible dans les deux horizons inférieurs, 53 et 52 méq/100 g. Ces valeurs rapportées à la teneur en argile restent constantesdans tout le profil et se situent entre 83 et 88.


Après I'attaque à l'acide chlorhydrique, dilué, les valeurs de laC.E.B. obtenues sont un peu plus basses que celles du sol naturelrapportées à la terre non calcaire.

On constate une uniformisation dans tout le profil.


Après I'attaque à I'eau oxygénée, iI n'y a pas de changementde la C.E.B. par rapport au sol naturel.


Après décalcarisation et déshumification, les valeurs de la C.E.B.sont identiques à celles du sol décalcarisé. Après déferrification, on

PHTSICO-CHIMIE DES SOLS DU SAïS 13

observe une tégère diminution de la C'E.B' par rapport au solnaturel.

A n a l y s e t h e r m i q u e d i f f é r e n t i e l l e ( G n e n u . I I )

Sol naturel

L'allure gênérale de la courbe d'A.T.D. est celle d'un sol

argileux peu calcaire en surfac€ et moyennement en profondeur' Lepi- ae déshydratation est important et culmine à 130" C. Les réac-

iions exothermiques à 340 et 440" C sont nettes dans les deux hori-

zons supérieurs et très faibles dans les horizons profonds' Le pic

de déshydroxylation se situe à 550"C et est suivi de celui du quartz

à 570"C dans tout le profil. On observe un pic endothermique à

800" C dû à la présenôe de calcaire. Ce pic augmente d'intensitéavec la profondeur. La réaction exothermique à 920'C est peu pro-

noncée èt "rt précêdêe d'uû palier dans les deux horizons supé-

rieurs.

Sol déshumifié

Après traitement à I'eau oxygénée pour éliminer la matière orga-nique, les réactions exothermiques sont plus faibles et seul le picà 44O"C subsiste.

Sol décalcarisé et déshumifié

Après traitement les deux pics exothermiques à 340 et 440'Cont complètement disparu ainsi que le pic endothermique à 800"C.Le pic du quartz est plus pronopcé tandis que le pic exo à 92tCest peu net.


Après déferrification, I'allure de la courbe est identique àla précédente, sauf le pic exo à 920'C qui a complètement dis-paru.

L'allure des courbes d'A.T.D. nous montre que cette argileappartiendrait au groupe des < beidellites ferrifères > évoluant versle stade nontronite (6, 9, 10).

R a y o n s X

La fraction argileuse est surtout constituée de montmorillonitebien cristallisée accompagnée d'interstratifiés réguliers et irréguliers.

t4 DEFLANDRE A.

On constate Ia présence de kaolinite, de traces de chlorite et d'il-lite. On observe également la présence de quartz et de calcite.

Sol brun irchumlque subiropical, modal, Iégèrement vertique (n" 15)

C a p a c i t é d ' é c h a n g e d e b a s e s ( T e n r . 4 )


La capacité d'échange moyenne du sol naturel est de 44 mêq/100 g par rapport à la terre décalcarisée dans I'horizon de surface,Ce 43 dans I'horizon intermédiaire et de 36 dans l'horizon calcaire.Si ces résultats sont rapportés à la teneur en argile, Ie rapportoscille entre 84 et 90.


Après décalcarisation, les valeurs de la C.E.B. sont identiquesà celles du sol naturel rapportées à la terre non calcaire.


Après traitement à I'eau oxygénée, il n'y a pas de modificationde Ia C.E.B. par rapport au sol naturel.


Après décalcarisation et déshumification, on n'observe pas dediminution de Ia capacité d'échange de bases. Les valeurs sont identi-ques à celles du sol décalcarisé. Après déferrification, la diminutionde la C.E.B. est plus sensible dans les deux horizons inférieurs.

A n a l y s e t h e r m i q u e d i f f é r e n t i e l l e ( G u p n . I I D

Sol naturel

L'allure gênérale de la courbe d'A.T.D. est celle d'un sol argi-leux devenant calcaire en profondeur. Le pic de déshydratation estimportant et culmine à 130"C. Les réactions exothermiques à 340et 440"C sont nettes dans I'horizon de surface et disparaissent enprofondeur. Le pic de déshydroxylation se situe à 550"C et est suivide celui du quartz à 570"C dans tout le profil. Ce pic endo dedéshydroxylation est peu prononcé du fait de la présence du picendo à 840"C du calcaire. A haute température on observe untrès faible pic exothermique à 900'C précédé d'un palier dans lesdeux horizons supérieurs.

PHYsrco-cHIMIE DEs sots ou slïs 15

Sol déshumifié

Après oxydation de la matière organique par I'eau oxygénée,les pici exothermiques diminuent d'intensité mais subsistent, saufdans I'horizon profond où iI n'y a pas de matières organiques.


Après traitement les deux pics exothermiques ont disparu com-plètement ainsi que le pic endo à 840'C du calcaire. Contraire-ment aux deux profils précédents, la réaction exo à 900'C estprécédée d'une réaction endo.


ces différents traitements conduisent à une uniformation descourbes d'A.T.D.

L'allure des courbes d'A.T.D. nous montre que cette argileappartiendrait au groupe des < beidellites ferrifères > évoluant vers

le stade nontronite (6, 9, 10).

R a y o n s X

Si Ia teneur en argile est forte dans tout le profil et laisseprésumer une proportion élevée de montmorillonite, celle-ci apparaîtmal cristallisée dans les horizons supérieurs. Par contre elle est mieuxcristallisée dans I'horizon profond mais elle est accompagnée d'inter-stratifiés réguliers et irréguliers. On constate également la présence

d'apatite, de calcite et de quartz.

Sol rouge méditerronéen lessivé à caractères isohumiques (n' 16)

C a p a c i t é d ' é c h a n g e d e b a s e s ( T e s r . 4 )

Sol naturel (1, 2, 3, 4 et 5)

La capacité d'échange moyenne du sol naturel est de 29 méq/100 g dans I'horizon supérieur, 34 dans I'horizon intermédiaire et36 dans I'horizon inférieur. Elle croît parallèlement à la teneur enargile. Le rapport 100 T/A est faible et oscille entre 56 et 62.


La décalcarisation ne change pas les valeurs de C.E'B.


1 6 DEFLATÏDRE A.

Après attaque à I'eau oxygénée on observe une légère augmen-tation de la C.E.B. dans les horizons supérieurs.

Sol déferrisf r(col. 8 et 9)

Après déferrification, de même qu'après décalcarisation et déshu-mification, la C.E.B. diminue très peu.

A n a l y s e t h e r m i q u e d i f f é r e n t i e l l e ( G n e p H . I V )

Sol naturel

L'allure générale de la courbe d'A.T.D. est celle d'un sol deve-nant plus argileux avec la profondeur. Le pic de déshydratation à140"C est important. La réaction exothermique entre 300 et 500'Cest en forme de cloche dans I'horizon supérieur. Dans les horizonssous-jacents on observe un maximum à 340"C. Le pic de déshydro-xylation se situe à 550'C et est suivi du pic du quartz à 570"C.Ce pic endo de déshydroxylation est Dlus prononcé dans l'horizoninférieur. On constate la présence d'un endo à 76A"C que I'onne retrouve plus dans les autres horizons. A haute température ona un pic endo à 880"C suivi d'un pic exo à 900"C.

Sol déshumifié

Après traitement à I'eau oxygénée, la réaction exo entre 300et 500"C est fortement atténuée mais un pic exo à 440"C subsiste.


Après traitement la réaction exo entre 300 et 500"C a complè-tement disparu. Le pic endo à 760 et celui à 880'C ont disparutandis que le pic à 900'C est plus net.


Sous I'effet de Ia déferrification, on voit apparaître un pic exo-thermique important à 300'C, sauf dans I'horizon supérieur où il estfaible.

R a y o n s X

La fraction argileuse comprendmontmorillonite qui est mal cristaliiséela présence de kaolinite, de chloritequartz.

une proportion moyenne deet interstratifiée. On constateet d'illite et également de

Sol hydromorphe moyennement organique sur rochc-mère calcaire(n" 17)

PHYSICO.CHIMIE DES SOTS OU SNTS

C a p a c i t é d ' é c h a n g e d e b a s e s ( T a n t - . 4 )

Sol naturel (col. 1, 2, 3, 4 eI 5)

La C.E.B. moyenne de ce profi l varie énormément avec la

profondeur, d'une part par la présence importante de matière orga-

nique dans I'horizon supérieur, d'autre part par la quantité de cal-

caire dans I'horizon inférieur. Cette C.E.B. est élevée dans I'hori-

zon supérieur, 57 méql100 g par rapport à la terre non calcaire,

45 et 42 dans I'horizon sous-jacent et 27 dans I'horizon plus pro-

fond. Les valeurs de la C.E.B. rapportées au taux d'argiles sont très

élevées et oscillent entre 90 et I 00.


Les valeurs obtenues pourprofil sensiblement différentes denon calcaire.


On constate une nette diminution de la C.E.B. dans tout leprofil, en particulier dans les horizons supérieurs.

SoI déferrisé (col. 8 et 9)

La C.E.B. a diminué par rapport au sol naturel dans l'horizonde surface, elle est identique dans I'horizon sous-jacent et a augmentédans les horizons inférieurs. Les valeurs de la C.E.B. tendent às'uniformiser après ces deux traitements.

A n a l y s e t h e . r m i q u e d i f f é r e n t i e l l e ( G n r p s . V )

Sol naturel

L'allure générale de la courbe d'A.T.D. est mal définie. Ce solcontient beaucoup de matière organique et de calcaire qui modifientfortement I'allure de ces courbes. La réaction exothermique dueà la matière organique a lieu jusqu'à 7'70"C dans I'horizon desurface, jusqu'à 550"C dans l'horizon intermédiaire et dans I'horizonprofond on distingue deux pics exothermiques nets à 340 et 550'C.Le pic de déshydroxylation apparaît très faiblement dans tout leprofil. Par contre une réaction endo très évasée débute à 60O'Cjusqu'à 76O"C, suivie d'un exo très net, caractéristique du calcaire(à 860'C).

l 7

les sols décalcarisés sont pour cecelles calculées par rapport au sol

l 8 DEFLANDRB A.

Sol déshumifié

Après traitement à I'eau oxygénée, la réaction exothermique estfortement atténuée dans tout Ie profil. Deux pics exothermiques ap-paraissent à 340 et 440"C dans I'horizon de surface et à 320 et47A'C dans I'horizon intermédiaire.


Après traitement I'allure des courbes est simplifiée. Cependantun pic évasé apparaît entre 250 et 400"C et culmine à 350"C. Sile pic du calcaire a disparu,, on remarque la présence d'un exotrès faible à 900"C et I'apparition du pic du quartz dans les deuxhorizons supérieurs.

Sol décalcarisé. déshumifié et déferrisé

On voit apparaître un pic exothermique à 300"C qui devientplus important avec la profondeur. Le pic de déshydroxylation esttrès atténué et le pic exothermique à 900'C a disparu. Le pic duquartz subsiste dans les deux horizons supérieurs.

R a y o p s X

L'argile contient un€ assez forte proportion de montmorillonitequi est mal cristallisée et interstratifiée. Elle est accompagnée detraces de kaolinite, de chlorite et d'illite. On constate également lanrésence de quartz et de calcite.

SoI rouge méditerranéen lessivé à cmactères isohumiques (n" 18)

C a p a c i t ê d ' é c h a . n g e d e b a s e s ( T l n r . 4 1


La C.E.B. augmente progressivement avec la profondeur paral-lèlement à la teneur en argile. Cette C.E.B. est très faible dansl'horizon sableux, 7 et l0 méq/100 g, et elle augmente dans I'horizonargileux, entre 20 et 22 méq/100 g. Si on calcule la C.E.B. parrapport à la teneur en argile, celle-ci reste toujours faible et oscilleentre 44 et 46, sauf dans I'horizon supérieur où elle est un peuplus élevée (54). Comme il a été signalé plus haut la présence dequartz dans les deux horizons supérieurs perturbe les valeurs de laC.E.B.

Soi décalcarisé (col. 6)

PHYSrco-cHrMrE DEs sols ou seîs 19

Dans les deux horizons argileux on remarque une diminutionassez nette de la C.E.B.


On n'observe pas de changement de la C.E.B., mais le tauxde matière organique est très faible.


Les valeurs obtenues sont identiques à celles du sol naturel.I1 faut faire ici la même remarque que dans Ie cas du profil n" 16où le taux de fer libre est très élevé. Malgré la déferrification laC.E.B. ne change pas.

A n a . l y s e t h e r m i q u e d i f f é r e n t i e l l e ( G n l p u . V I )

Sol naturel

L'allure générale de la courbe d'A.T.D. est celle d'un soltrès sableux en surface et devenant de plus en plus argileux enprofondeur. Dans I'hor2on de surface la réaction exothermique à340"C est très faible. La réaction endo de déshydroxylation à 550'Cest peu prononcée mais suivie d'un pic du quartz très net. Dansles deux horizons plus profonds le pic de déshydroxylation est trèsimportant et pointu de même que le pic exothermique à 900"C.Ces deux dernières réactions sont caractéristiques des minéraux dugroupe de la kaolinite.

Sol déshumifié

Après I'attaque à I'eau oxygénée la réaction exothermique acomplètement disparu et on voit apparaître une légère inflexion en-dothermique à 340'C, peut-être due à la présence d'un hydroxyde<le fer.


L'allure des courbes est identique au sol déshumifié.


Après déferrification on voit apparaître une réaction exother-mique très importante. On distingue deux pics nets à 32O et 40O"Cdans I'horizon supérieur et un pic à 320'C dans les deux horizonsinférieurs. Cette réaction exothermique se termine à 420'C. Laréaction de déshydroxylation à 550"C et la réaction exo à 900"C

20 DEFLANDRE A.

sont nettement altérées tandis que le pic du quartz est très prononcédans tout le profil.

Dans les horizons profonds le pic de déshydroxylation est trèsimportant et net de même que le pic exothermique à 900'C. Cesdeux réactions sont caractéristiques des minéraux argileux du groupede la kaolinite.

R a y o n s X

Les minéraux argileux sontOn peut constater la présenced'un peu de montmorillonite.

très mal cristallisés et mal définis.de kaolinite, de chlorite, d'illite et

Sol brun isohumique subtropical à croûte calc,qire (n" 19)

C a p a c i t é d ' é c h a n g e d e b a s e s ( T e s r . 4 )

Sol naturel (col. l, 2, 3, 4 et 5)

La capacité d'échange de bases moyenne est de 37, 35 et 34/méql100 g par rapport à la terre décalcarisée dans I'horizon desurface. Si on rapporte la capacité d'échange au taux d'argile eIIeest de l'ordre de 88.

Après décalcadsation les valeurs de la C.E.B. sont identiquesà celles du sol naturel rapporté à la terre non calcaire.


Les valeurs de la C.E.B. changent peu.


Après décalcarisation et déshumification, Ies valeurs de la C.E.B.ont nettement diminué. Par contre après déferrification il n'y a pasbeaucoup de variation par rapport au sol naturel.

A n a l y s e t h e r m i q u e d . i f f é r e n t i e l l e ( G n u u . V I f

Sol naturel

L'allure générale des courbes d'A.T.D. est celle d'un sol argileuxcontenant une forte proportion de calcaire. Dans les deux horizonssupérieurs le pic exothermique est en forme de cloche. Les réac-tions exothermiques à 340 et 440'C sont peu prononcées. Le pic

PHYSICO-CHIMIE DËS SOTS OU SNïS 21

de déshydroxylation à 550'C, suivi du pic du quartz à 570'C, estmasqué par la réaction endothermique à 880'C du calcaire.

Sol déshumifié

Après oxydation de la matière organique, le pic exothermiqueentre 300 et 500'C diminue mais les deux réactions exo à 340et 44O"C sont plus prononcées que dans l'échantillon naturel. Laréaction endo de la calcite subsiste.


Après traitement la réaction exothermique entr€ 300 et 500"Ca disparu et a fait place à une réaction endothermique évasée entre200 et 400"C. Le pic de déshydroxylation à 550"C, suivi du pic

du quartz, est un peu plus net. La réaction endothermique à 880"Ca disparu et est remplacée par une faible réaction à 900'C.

Sol décalcarisé, déshumifié et déferrisé.

Sous I'effet de la déferrification, un pic exo à 300'C apparaîttandis que la réaction de déshydroxylation à 550"C et la réactionde déshydroxylation à 550'C et la réaction exo à 900"C sont for-tement atténuées.

L'allure générale de la courbe d'A.T.D. est celle d'une < bei-dellite ferrifère > évoluant vers le stade << nontronite > (6, 9, 10).

R a y o n s X

La fraction argileuse contient une forte proportion de mont-morillonite. Cependant dans I'horizon supérieur cette montmorilloniteest mal cristallisée et interstratifiée tandis que dans le tuf elle estbien cristallisée.

Discussion des résuliats

Inlluence de la matière orgonique

Après déshumification, la C.E.B. ne diminue pas beaucoup dansles sols tirsifiés (13, 14, 15) et le sol brun isohumique (19), elle nechange pas dans les sols rouges méditerranéens lessivés (16, 18),par contre dans le sol hydromorphe (17) la variation est impor-tante et surtout dans I'horizon supérieur organique.

Dans le premier groupe de sols, la matière organique est inti-

22 DÉFLANDRE A.

mement liéo à I'argile et probablement très polymérisée et évoluée,ce qui explique que la C.E.B. ne varie pas beaucoup après traite-ment. Les courbes d'A.T.D. nous montrent deux réactions exother-miques à 340 et 4l;O'C à l'état naturel. Ces réactions exothermi-ques sont atténuées après déshumification, les pics exo à 340"C dis-paraissent tandis que les pics à 440"C subsistent ou apparaissent, cecui signifie qu'il resterait un certain type de matière organique aprèstraitement.

Dans le cas des sols rouges méditerranéens lessivés (16, 18).Il n'y a pas de changement de la C.E.B. Le taux de matière. organi-que est faible et sans doute rapidement transformée car elle n'estpas protégée par I'argile comme dans les Tirs. Les courbes d'A.T.D.nous montrent une réaction exothermique unique à 340"C. AprèsI'attaque à I'eau oxygénée on observe une forte atténuation de cetteréaction exothermique, seul le pic à 44A'C subsiste ou apparaît.Dans le cas du sol (18) le pic exo à 34OoC disparaît complètement.L'apport de matière organique devrait jouer un rôle important dansce type de sol puisque son taux d'argile est plus faible.

Le cas du sol hydromorphe (17) est un cas particulier mais iIdémontre bien que la présence de matière organique en quantité plusou moins abondante influence notablement les valeurs de Ia C.E.B.

Inlluence du ler

Après déferrification, la C.E.B. ne change pas beaucoup, cequi voudrait dire que le fer libre ne bloque pas les sites d'échangeset donc n'influence pas dans ces types de sols les valeurs de laC.E.B.

Dans le cas des sols tirsifiés (13, 14, 15) et le sol brun iso-humique (19) les valeurs de la C.E.B. accusent une faible diminu-tion qui est du même ordre de grandeur que celle du sol décal-carisé et déshumifié.

Ce qui est assez étonnant c'est que les valeurs de la C.E.B.des sols rouges méditerranéens lessivés (16, 18) qui ont un taux defer total et libre assez élevés ne changent pas après déferrification.

Dans aucun cas lzallure des courbes d'A.T.D. et les spectresde rayons X ne permettent de déceler la présence d'oxydes oud'hydroxydes de fer.

Des extractions effectuées suivant la méthode SEGALEN ont


montré que dans ces sols il n'y avait pas de .fer amorphe mais

uniquement du fer libre ou facilement extractible'

Après déferrification, l'allure des courbes d'A'T'D' montrÊ

une foite réaction exothermique à 300'C dans les cas des sols

(16, 17,18, 19) mais el le n'apparaît pas dans les sols (13, 14' 15) '

Durr. tou, les cas la réaction exothermique à 900-920'c disparaît

après déferrification et le pic du quartz à 570"c apparaît plus net-

tement.

on constate une diminution de la coloration rouge brique du

sol naturel vers la coloration rouge pâIe, rose et grise dans les

résidus des sols traités après chauffage à 1'000"C à IA'T'D'

Toutes ces réactions ne changent apparemment pas les valeurs

de la C.E.B.

Inlluence du calcaire

Dans les trois premiers profils (13, 14, 15), la présence de

calcaire n'influence pis beaucoup la C.E.B. sauf dans les horizons

fortement calcaires (13, 15) ou dans Ie sol hydromorphe (17) con-

tenant une forte proportion de calcaire fin'

Dans le profil (13) la C'E'B. qui est de 29 méql100 g Pourle sol à l'état naturel passe à 39 méq/loo g pour le sol déshumifié

et à 50 méql100 g pour le sol décalcarisé et déshumifié'

Dans le profil (15) ûous observons les mêmes variations, de

29 méq/100 g à l'état naturel, on passe à 32-34 méql100 g à l'état

déshumifié, et 36 mêq/100 g à l'état décalcarisé et déshumifié.

Ceci voudrait dire qu'après déshumification il reste une certaine

matière organique liée ou emprisonnée par le calcaire. L'acide chlo-

rhydrique a pour effet de Ia disperser et elle est ensuite éliminée

plus fâcilement par I'eau oxygénée dans le traitement décalcarisé et

àéshumifié. En effet l'allure de toutes les courbes d'A'T.D. nous

montre qu'après ce traitement les réactions exothermiques dues à

la matière organique ont complètement disparu.

Dans les profils (16, 18) il n'y a pas de changements puisqu'ils

ne sont pas calcaires du moins en surface'

Influence du tyPe d'tgile

Après les différents traitements, I'allure des courbes d'A'T'D'*otrtre que I'on a affaire à une smectite du type < beidellite fer-

24 DEFLANDRE A.

rifère > évoluant vers le stade << nontronite >. La plupart du feren particulier dans le cas des sols tirsifiés fait partie du réseauargileux et ne conditionne la C.E.B. qu'en tant que tel, ce quiexplique les faibles valeurs de la C.E.B. et du rapport T/A.

Dans le cas d'une argile du type smectite < beidellite magné_sienne > le rapport de la capacité d'échange au taux d'argile estplus élevé et se situe aux alentours de 100, cette valeur est souvenrcaractéristique de l'encroûtement calcaire.

Les autres minéraux argileux sont présents en quantité négli_geabie dans les sols argileux (13, 14, 15, 17, 19) (Tnnr. III). Dansles sols rouges méditerranéens (16, 18) les minéraux argileux sontinterstratifiés et mal cristallisés (Tesr. IU).

Conclusions

Cette étude montre que la matière organique et le fer librene jouent pas un rôle significatif dans le processus d,échange deces sols à I'inverse du calcaire qui est un élément immobilisateurimportant.

Contrairement à ce qui était prévu, ta C.E.B. n'augmente pasaprès traitement des sols par différents réactifs. Les sites d'échangene semblent pas bloqués par les divers constituants sauf dans lecas des sols calcaires.

La faible valeur de la C.E.B. serait due à la présence du ferdans le réseau cristallin qui conditionne la charge de I'argile età l'état polymérisé de la matière organique.

Comme dans l'étude précédente, l'analyse thermique différentielles'est également révélée d'un grand intérêt pour les recherches physico-chimiques sur la pédogenèse.

PHYsrco-cHIMIE DËs sors ou seis

Tesrreu 1

Profil Profondeur Percolation Centrifugation Centrifugation

N' en cm Méthode I Méthode 1I Méthode III

Col. 1 Col. 2 Col. 3

25

49 4850 4842 38I r l l

56 5354 5448 4747 44

38 3738 3533 3217 t7

27 2628 2734 3437 (30)

(45) (43)(23) (23)(2r) (20)(10) (10)

6 61 1 1 124 23z5 2528 2825 2528 21

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1 7

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0 - 1 01 0 - 2 02 0 - 3 04 0 - 5 0

0 - 1 02 0 - 3 04 0 - 5 090 - 1000 - 1 0

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PHYSICO-CHIMIE DÊS SOLS OU SEiS

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Reçu pour publication en mai 1976

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RÉsuruÉ

Dans cette note l'auteur étudie le rôle de divers constituants

du sol sur les valeurs de la capacité d'échange de bases des sols

de Ia plaine du Sais.

Pour se rendre compte de leur influence il a comparé la capa-

cité d'échange de bases des sols naturels à celles des échantillons

dans lesquels les divers constituants ont été éliminés'

Les résultats des mesures de la capacité d'échange de bases

ont été: contrôlés par I'analyse thermique différentielle et les

rayons X.

RBsuræN

Contribuci6n al estudio de la influencia de varios constituyentes

sobre las caracteristicas fïsico-quimicas de los suelos del llano

Sais.

En este estudio se examina la influencia de los varios consti-

tuyentes edâficos sobre la capaci{ad de cambio de bases de los

suelos del llano Sais.

Para dar una idea de su influencia, se compararon las capa-

cidades de cambio de bases de suelos naturales con las de muestras

en las que los varios constituyentes han sido eliminados'

Los resultados de las medidas de la capacidad de cambio de

bases se controlaron por anâlisis térmico diferencial y por rayos X.

ABSTRACT

Contribution to the study of the influence of various compo-

pcnents on the physico-chemical characteristics of the soils of the

Saïs Piain.

The author examines the influence of various soil components

on the base exchange capacity of the soils of the Sais Plain'

To do so, the base exchange capacity of natural soil samples

is compared to that of samples in wich the various constituents

have been eliminated. The results of the base exchange capacity mea-

surements have been cqntrolled by differential thçrmal analysis and

X-rays.

Documents

CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE DIVERS