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L’agrégation dans le sol
Définitions
L’agrégation du sol est l’assemblage des particules (minérales et organiques) du sol par l’intermédiaire de ciment dit colloïde ou micelle d’origine minérales et organiques pour former un ensemble présentant de cohésion et de stabilité supérieure à celle du milieu environnante appelée « agrégat » (Tisdall et Oades, 1982). Selon Martin et al.(1955),un agrégat est un regroupement de particules dans lequel les forces liant les particules entre elles sont beaucoup plus fortes que les forces les reliant aux agrégats adjacents.
La structure et l’agrégation du sol
La structure du sol est la façon dont le sol est organisé dans l’espace (Dexter, 1988) et dans le temps (Roger-Estrade, 1995). C’est un paramètre dynamique plutôt qu’un paramètre statique (Hussein et Adey, 1998; Six et al., 2004). Elle évolue en fonction de nombreux paramètres dont la dynamique de la MO, la teneur en eau, l’activité de microorganismes, etc. Selon Monier (1952), on distingue trois types de structures :
– structures continues: le sol se forme en un bloc unique.
– structures particulaires : les constituants solides sont entassés sans liaison et le sol est sans cohérence (pas d’agrégats)
– structures fragmentaires : dont les constituants assemblés en agrégats sont groupés en éléments structuraux d’aspect anguleux ou sphérique, et qui se détachent facilement les uns des autres .
Les termes « agrégation » et « structure » ont donc en général le même sens mais une précision doit être prise en compte, c’est que la structure englobe l’arrangement de tous les constituants du sol qu’ils soient agrégés ou non. Quant à l’agrégation, elle existe uniquement dans le troisième type de structures c’est-à-dire fragmentaires où il y a des agrégats.
Stabilité d’agrégation
La stabilité d’agrégation est une estimation ou une mesure de la résistance des agrégats face aux facteurs destructifs qui sont l’action de l’eau et les forces mécaniques (Hillel, 2004) ou physico-chimiques. Pour exprimer cette stabilité, on doit considérer l’énergie nécessaire permettant la désagrégation (Kay et Angers, 2000). Les mécanismes associés à cette désagrégation sont proposés par Le Bissonnais (1996a), ainsi quatre processus peuvent être identifiés entre autres l’éclatement, la désagrégation mécanique sous l’impact des gouttes de pluie, la microfissuration par gonflement différentiel, et la dispersion physico-chimique.
– L’éclatement correspond à la désagrégation suite à la compression de l’air piégé quand il y a humectation.
– La microfissuration par gonflement différentiel intervient lors des cycles l’humectationdessiccation des sols argileux où il y a phénomène de gonflement retrait, ce qui entraine des fissurations dans les agrégats (Kheyrabi et Monnier, 1968 ; Le Bissonnais, 1990).
– La désagrégation mécanique sous l’impact de gouttes de pluie concerne les effets engendrés par la pluie au sol qui sont la fragmentation des agrégats et le détachement des particules en surface.
– La dispersion physico-chimique, selon Emerson (1967), correspond à la diminution des forces d’attraction entre les particules colloïdales pendant l’humectation. Elle dépend de la taille et de la valence des cations pouvant lier les anions dans le sol. Ce mécanisme de désagrégation concerne les particules élémentaires, c’est pourquoi il est le plus efficace et renforce les autres mécanismes (Bresson et Boiffin, 1990) .
Concernant la détermination de la stabilité d’agrégation, il existe plusieurs méthodes, qui sont les plus souvent en relation avec l’action déstructurant de l’eau. On peut citer par exemple le test de Kemper et Rosenau, 1986 ; la méthode de Amezketa et al., 1996 ; celle de Caron et al., 1996 ; et la cinétique de désagrégation dans l’eau selon Albrecht et al.,1992 ; ainsi que la méthode de Udawattaet al., 2008.
Classification des agrégats
Les agrégats sont classifiés selon leurs tailles et il en existe deux classes selon Tisdall et Oades (1982).
Macroagrégats
Ce sont les agrégats ayant un diamètre supérieur à 250 µm. Ils sont constitués par des agrégats de 20 à 50 µm de diamètre, et des particules de sable (Tisdall et Oades, 1982).
Microagrégats
Ce sont les agrégats ayant de taille inférieur à 250 µm. Ses constituants sont des grains de sable, de limons, de quelques particules d’argile et de matière organique (Davet, 1996). Les microagrégats sont riches en minéraux argileux et en matières organiques (Quirk, 1994). Ils présentent une stabilité d’agrégation supérieure à celle des macroagrégats (Abiven, 2004).
Certains auteurs comme Barthès et Roose (2001) ont apporté une amélioration de cette classification en introduisant la classe des mésoagrégats. Cette amélioration a donc une répercussion sur les classes d’agrégats précédentes, et la classification fréquemment utilisée actuellement est la suivante :
●Macroagrégat (> à 200 µm)
●Mesooagrégat (20 à 200 µm)
●Microagrégat (< à 20 µm) .
Formation des agrégats
Le concept de hiérarchisation des agrégats proposé par Tisdall et Oades (1982), et modifié par Oades(1984), généralisé par Dexter(1988) et Kay (1990), puis adapté par Jastrow et Miller (1997) constitue la théorie de formation des agrégats encore accepté jusqu’à présent. Elle explique les interactions entre la matière organique du sol et les agrégats. Cette théorie repose sur l’existence de trois types d’agents collants à savoir les agents persistants, les agents temporaires et les agents transitoires. Ces agents agissent à différents niveaux hiérarchiques de l’agrégation. Ainsi les agents collant persistants (comme les composés humiques associés à des cations métalliques) lient les particules libres et les agrégats de taille inférieure à 20µm pour former les agrégats de taille comprise entre 20 µm à 250 µm. Ces agrégats sont ensuite assemblés pour former de macroagrégats par des agents temporaires (hyphes ou racine) ou transitoires (polysaccharides ou végétaux). Par ailleurs, les agents temporaires structurent les macroagrégats et que la décomposition de ces types d’agents permet la microagrégation à l’intérieur même des macroagrégats.
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Table des matières
Introduction
Partie 1 : CONTEXTE DE L’ETUDE
1.1. L’agrégation dans le sol
1.1.1. Définitions
1.1.2. La structure et l’agrégation du sol
1.1.3. Stabilité d’agrégation
1.1.4. Classification des agrégats
1.1.5. Formation des agrégats
1.2. La matière organique (MO) et l’agrégation dans le sol
1.2.1. Les types de MO dans le sol
1.2.2. Evolution des MO dans le sol
1.2.3. Action des matières organiques sur l’agrégation dans le sol
1.2.4. Formes d’apport des MO dans le sol
1.3. Problématique, hypothèses et objectifs
Partie 2 : MATERIELS ET METHODES
2.1. Les sols utilisés dans l’expérimentation
2.1.1. Sol ferrugineux tropicaux sableux
2.1.2. Sol ferrallitique argileux à caractère andique
2.1.3. Sol ferrallitique typique
2.2. Essai en serre
2.2.1. Les traitements
2.2.2. Arrosage
2.2.3. Prélèvement des échantillons de sol
2.3. Analyse en laboratoires : Mesure de la stabilité de l’agrégation
2.3.1. Description de l’appareil utilisé
2.3.2. Détermination de la teneur en macroagrégats (MA)
2.3.3. Détermination de la teneur en microagrégats(MI)
2.3.4. Détermination de la teneur en mésoagrégats(ME)
2.4. Analyse statistique
Partie 3 : RESULTATS
3.1. Stabilité d’agrégation selon le type de sol
3.2. Effet du facteur temps sur l’agrégation dans le sol
3.2.1. Effet du temps sur l’agrégation dans le sol ferrugineux tropicaux sableux (Maj)
3.2.2. Effet du temps sur l’agrégation dans le sol ferralitique argileux à caractère andique
3.2.3. Effet du temps sur l’agrégation dans le sol ferrallitique typique (Laz)
3.3. Effet des modes d’apport de MO (traitement) sur la stabilité de l’agrégation
3.3.1. Effet des traitements sur l’agrégation dans le sol ferrugineux tropicaux sableux (Maj)
3.3.1.1. À la date 1 mois
3.3.1.2. À la date 2 mois
3.3.1.3. À la date 3 mois
3.3.2. Effet des traitements sur l’agrégation dans le sol ferrallitique argileux
3.3.2.1. À la date 1 mois
3.3.2.2. À la date 2 mois
3.3.2.3. À la date 3 mois
3.3.3. Effet des traitements sur l’agrégation dans le sol ferrallitique typique (Laz)
3.3.3.1. À la date 1 mois
3.3.3.2. À la date 2 mois
3.3.3.3. À la date 3 mois
Partie 4 : DISCUSSIONS
4.1. Stabilité d’agrégation et type de sol
4.2. Action du temps sur la stabilité d’agrégation
4.2.1. Evolution de l’agrégation dans le sol ferrugineux tropicaux sableux
4.2.2. Evolution de l’agrégation dans le sol ferrallitique argileux à caractère andique
4.2.3. Evolution de l’agrégation dans le sol ferralitique typique
4.3. Effet du mode de gestion des MO sur la stabilité d’agrégation
4.3.1. Action de l’activité racinaire sur l’agrégation
4.3.2. Action des résidus de récolte sur l’agrégation
4.4. Hiérarchisation des facteurs d’agrégation
4.5. Vérification des hypothèses
Conclusion
Bibliographie
