Construire en préservant les sols

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Construire en préservant les sols Numéro 10 Office fédéral de l’environnement, des forêts et du paysage (OFEFP) Guides de l’environnement

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Construireen préservantles sols

Numéro 10

Office fédéral de l’environnement,des forêts et du paysage (OFEFP)

Guides de l’environnement

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Construireen préservantles sols

Guides de l’environnement Numéro 10

Office fédéral de l’environnement,des forêts et du paysage (OFEFP)

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Préface 5

Littérature conseillée avec 6adresse de commande

Introduction 8

Informations pratiquesFiche 0 : La protection des sols sur les chantiers 11

Fiche 1 : L’état initial 12

Fiche 2 : La manipulation des matériaux terreux 16

Fiche 3 : L’entreposage des matériaux terreux 22

Fiche 4 : La remise en place 27

Fiche 5 : La mise en culture 32

Fiche 6 : La prévention du compactage 37

Informations généralesà propos du solChap. 1 La fertilité du sol 41

Chap. 2 Le sol vit 42

2.1 Interface sol/plante 42

2.2 Classification, ordre de grandeur 43et brève description

2.3 Les vers de terre 46

Chap. 3 Les types de sols 48

3.1 Les sols perméables 48

3.2 Les sols engorgés 49

3.3 Les sols hydromorphes 49

3.4 Les sols alluviaux 49

3.5 Les sols hydromorphes organiques 50

Sommaire

Sommaire

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Sommaire

Fiche 0

Fiche 1

Fiche 2

Fiche 3

Fiche 4

Fiche 5

Fiche 6

Chap. 1

Chap. 2

Chap. 3

Chap. 4

Chap. 5

Chap. 6

Chap. 7

Chap. 8

Chap. 4 La nature du sol 51

4.1 L’argile 52

4.2 Le silt 53

4.3 Le sable 54

Chap. 5 La structure du sol 56

5.1 Structures primaires 56

5.2 Mottes et assemblages (structure secondaire) 57

Chap. 6 Les pores du sol et la porosité 60

6.1 Masse volumique apparente et densité réelle 60

6.2 Espace poral : les pores et leur répartition 61dans le sol

6.3 Régimes de l’eau et de l’air : la taille des pores 63

Chap. 7 La portance du sol 65

7.1 Conductivité ou perméabilité du sol 65

7.2 Mesure de la force de succion dans le sol 66

7.3 Relation entre le poids, la surface de portance 67et la transmission de la pression

7.4 Force de succion et intervention des machines 67

Chap. 8 Les méthodes d’analyse 69

8.1 Mesure de la capacité d’infiltration 69

8.2 Mesure de la force de succion 72

8.3 Mesure de la masse volumique apparente 74

8.4 Mesure de la résistance à la pénétration 76

8.5 Démonstrations au champ 78

Littérature citée 81

Illustrations 82

Impressum 83

3

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ImpressumMax Frisch («L’Homme apparaît au Quaternaire», 1982)

«Le sol existeaussi la nuit»

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Préface

Avant-propos

Office fédéralde l’environnement, desforêts et du paysage

Bruno OberleSous-directeur

Lors de travaux de construction, on excave ou décapesouvent d’importantes cubatures de sol fertile, quel’on entrepose en tant que matériaux terreux et utiliseultérieurement, p.ex. pour des remises en culture.

Des sols sont en outre mis à contribution pro-visoirement pour l’installation du chantier etdes pistes de desserte ou l’aménagement de dé-pôts et de logements pour les travailleurs.

La loi sur la protection de l’environnement etplus particulièrement l’ordonnance de 1998sur les atteintes portées aux sols exigent queles sols soient protégés des atteintes et que lesmatériaux terreux soient manipulés avec pré-caution afin d’en sauvegarder la fertilité. Pourpouvoir le faire, il faut avoir suffisammentde connaissances sur la structure, les organis-mes vivant dans le sol, les fonctions et la vul-nérabilité du sol.

Le présent guide remplace et actualise le ma-nuel épuisé « Protection des sols et génie ci-vil » de 1996. Il résume des connaissances

de base sur les sols et montre en six fiches pratiquescomment construire en préservant les sols. Le guidecomplète les normes, les instructions et les directivesqui traitent de types particuliers d’interventions du gé-nie civil (p.ex. extraction de gravier, aménagement deconduites de gaz, construction de routes). Il contientl’essentiel de ce qui est valable pour tout type de cons-truction.

Ce guide s’adresse surtout aux entreprises et aux per-sonnes travaillant dans le domaine de la construction,mais aussi aux services de la construction et aux autori-tés responsables de la protection de l’environnement.

Nous remercions vivement tous ceux qui ont contri-bué à la réussite de ces recommandations pour l’exécu-tion et qui les appliqueront dans la pratique.

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Littérature conseillée avec adresse de commande

Littérature conseillée avecadresse de commandeCe choix de textes de référence indique lesdocuments les plus importants en matière deprotection des sols contre les atteintes physi-ques ou chimiques.

adresse de commandewww.admin.ch/edmz

• Loi du 7 octobre 1993 sur la protectionde l’environnement (LPE), (révision du 1erjuillet 1997), RS 814.01

• Ordonnance du 1er juillet 1998 surles atteintes portées aux sols (OSol), RS 814.12

• Ordonnance du 10 décembre 1990 surle traitement des déchets (OTD), RS 814.015

• Ordonnance du 26 août 1998 sur les sitescontaminés (OSites), RS 814.680

adresse de commandewww.environnement-suisse.ch

• OFEFP, Commentaires concernant l’ordon-nance du 1er juillet 1998 sur les atteintesportées aux sols (OSol), L’environnement pra-tique, Berne, 2001.

• OFEFP et FAL, Zurich-Reckenholz, Directi-ves pour l’échantillonnage et l’analyse des pol-luants dans le sol (parution en 2002).

• OFEFP, Instructions pratiques pour l’éva-luation et l’utilisation des matériaux terreux,Environnement pratique, Berne (remplacel’instruction pratique n° 4 de 1993), 2001.

• OFEFP, Directive pour la valorisation, letraitement et le stockage des matériaux d’exca-vation et déblais (Directive sur les matériauxd’excavation), Environnement pratique,Berne, 1999.

• OFEFP, Domaine sol, Informations EIE, n° 6,Berne, 1991.

• OFEFP, Vidéo «Construire en préservantles sols», Berne, 1999.

adresse de commandewww.energie-schweiz.ch

• OFE, «Directives pour la protection des solslors de la construction de conduites souter-raines de transport (Directives pour la protec-tion des sols, DPS)», Berne, 1997.

adresse de commandewww.vss.ch

• OFROU, Rapport de recherche n° 245,«Manipulation des sols dans le génie civil»,Ch. Salm & Stephan Häusler, Union desprofessionnels suisses de la route, Zurich,1999.

adresse de commandewww.admin.ch/sar

• FAL, IUL, FAW et RAC, Méthodes de réfé-rence des stations fédérales de recherches agro-nomiques, Zurich-Reckenholz, (mise à jour an-nuelle).

• FAL, Cartographie et estimation des solsagricoles, les cahiers de la FAL n° 24, Zurich-Reckenholz, 1997.

adresse de commandewww.be.ch/bve/umnet/index_f.html

• Commission technique pour la reconstitu-tion des sols du canton de Berne, «Fiche tech-nique – relevés pédologiques pour les dé-charges et les sites d’extraction de matériaux»,Berne - Zollikofen, 1995.

• Commission technique pour la reconstitu-tion des sols du canton de Berne, «Fiche tech-nique – pour la remise en culture de terrainsreconvertis», Berne - Zollikofen, 1997.

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adresse de commandehttp://ppur.epfl.ch/domaines/7.html

• Le sol vivant. J.-M. Gobat et al. collectionGérer l’environnement, n° 14, PPUR, 1998.Physique du sol, Musy et Soutter, PPUR, 1991.Cartographie des sols, J.-P. Legros, PPUR, 1996.

adresse de commandecombi.agri.ch/lmz

• Le sol, R. Flückiger et al. Centrale desmoyens d’enseignement agricole, Zollikofen,1994.

adresse de commandewww.inra.fr

• Guide des analyses en pédologie, DenisBaize, INRA Editions, 2000.

Les document cités dans ce guide figurent dansl’annexe Littérature citée à la page 81, etsont mentionnés en accolades [ ] dans le texte.

adresse de commandewww.snv.ch

• SN 640 581a Terrassement, sol : Généralitéset données de base, Union des professionnelssuisses de la route (SNV), Winterthur, 1998.

• SN 640 582 Terrassement, sol : Inventairede l’état initial / Tri des matériaux terreuxmanipulés, Union des professionnels suissesde la route (SNV), Winterthur, 1999.

• SN 640 583, Terrassement, sol : Empriseset terrassements, Union des professionnelssuisses de la route (SNV), Winterthur, 1999.

• SN 533 205, pose de conduites et câblessouterrains , Union des professionnels suissesde la route (SNV), Winterthur, 2001.

adresse de commandewww.fsk.ch

• Association suisse des sables et graviers(ASG/FSK), Directives pour la remise en cul-ture, Berne, 2001.

adresse de commandewww.umweltschutz.ch

• PUSCH/BGS, Protection des sols dans lescommunes – 9 champs d’action, Zurich, 2001.

adresse de commandewww.soil.ch

• Protection des sols contre les atteintes phy-siques. Stratégie pour la mise en œuvre desnouvelles prescriptions formulées dans la loisur la protection de l’environnement (LPE)et l’ordonnance sur les atteintes portées auxsols (OSol). Société suisse de pédologie,SSP/BGS, document n° 9, ISBN 3 260 05430 8,Zollikofen, 1999.

Littérature conseillée avec adresse de commande 7

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DÉFINITIONSPédologie

Horizon A = Couche su-périeure du sol contenantjusqu’à 30% de matièreorganique

Prof

il pé

dolo

giqu

e

Horizon B = sous-sol,il présente une structurebien développée et il estbiologiquement actif.Il contient moins d’humuset de racines que l’horizonA

Horizon C = Matériauparental (sous-sol au sensgéologique du terme), peuou pas de racines, composéde sédiments meubles oude roches fissurées

Couche supérieure dusol (épaisseur variant, enrègle générale, de 5 à 30cm)

Sous-sol

Limite d’enracinement =détermine selon la LPE [8]la limite entre le sol et lesmatériaux sous-jacents

Sol a

u se

ns d

e la

LPE

[8]

Protection qualitativedes sols

Sol en place

Introduction

Introduction

Il traite de la protection de la couche supé-rieure du sol et du sous-sol (cf. schéma ci-des-sous) lors de travaux de génie civil.

Ce guide de l’environnement vise à faciliterla mise en œuvre des articles 6 et 7 de l’or-donnance du 1er juillet 1998 sur les atteintesportées aux sols (OSol) [7].

Représentation d’un profil de sol et des domainesd’application de diverses bases légales et infor-mations pratiques (cf. Littérature citée, page 81).

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Dom

aine

d’a

pplic

atio

n d

e c

e g

uide

Couche supérieure du soldécapée (épaisseur variant,en règle générale, de 5 à30 cm) / matériaux terreux

Sous-sol excavé

(Lorsque l’épaisseurde la couche et sa qualitéle permettent, préleveret entreposer au moins50 cm)

Matériaux d’excavation

Matériaux terreuxInstructions pratiques [2]

La limite d’excavation dusous-sol réutilisable serafixée en fonction des objec-tifs de restitution (épais-seur du sol aprèsreconstitution)

Directive sur les matériauxd’excavation [9]

Génie civil et génie rural

Sol manipulé = matériaux terreux

Introduction

Il consiste en une partie consacrée aux con-seils pratiques pour la protection des sols lorsde toutes les étapes d’un chantier, de la plani-

fication à la remise des terrains (fiche 0 à 6), etd’une autre partie consacrée au sol et à lascience du sol, la pédologie (chapitres 1 à 8).

Représentation d’un profil de sol et des domainesd’application de diverses bases légales et infor-mations pratiques (cf. Littérature citée, page 81).

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Vollzug UmweltFiches 0 - 6

Informationspratiques

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Fiche 0

La protection des sols sur les chantiers

La protection des solssur les chantiers

Sur les chantiers qui sont soumis à un rapportd’étude d’impact sur l’environnement (EIE),les travaux de terrassements et autres manipu-lations de sols (matériaux terreux) doivent,en règle générale, être supervisés mpar des spé-cialistes reconnus de la protection des sols sur

les chantiers (SPSC). Cette supervision pardes SPSC, pour la protection des sols, au tra-vail d’un organe de révision.

Le cahier des charges type d’un SPSC se pré-sente comme suit :

Phase 1 :Projet et études préli-minaires [2] :

- Mesures de protection des sols :Propositions pour protégerles sols sensibles à la compac-tion, adaptations ou modifi-cations du plan des mesures etdu projet.

- Participation à l’attribution destravaux : Exigences posées auparc des machines, organisa-tion des travaux, planning,interruptions pour mauvaisesconditions météorologiques.

- Gestion des matériaux terreux :Planification du tri des ma-tériaux terreux, de leurs mou-vements et de leurs entrepo-sages.

- Information des propriétaireset exploitants concernés surla mise en herbe préalable dessurfaces de terres ouvertesfaisant partie des emprises duchantier.

Phase 2 :Construction et emprises :

- Information du personnel dechantier quant à la protectiondes sols et des mesures quien découlent pour le chantier(cf. fiche 6).

- Conseil de la direction du chan-tier pour toutes les questionsde la protection des sols : Déli-mitation en quantité et enqualité des surfaces suffisantespour l’entreposage des maté-riaux terreux (cf. fiche 3).

- Accompagnement sur placedes travaux de décapage. Ré-daction des règles de travail etmise en œuvre d’éventuellesmesures de protection des sols.

- Participation à toutes les réu-nions de chantier en rapportaux sols, surveillance indépen-dante du planning des travaux,présence et contrôle préventifpour toutes les phases des tra-vaux touchant aux sols.

- Pendant la phase de construc-tion, information des servicescantonaux chargés de la pro-tection des sols sur le dérou-lement des travaux et sur lerespect des mesures prescritespour protéger les sols.

Phase 3 :Remise en place et resti-tution :

- Supervision des remises enplace en tenant compte durespect des valeurs de forcede succion prescrites(cf. fiche 2 et 6).

- Restitution des parcelles desol reconstitué (remised’ouvrage) en présence dereprésentants du construc-teur, du maître de l’ouvrageet des propriétaires/exploi-tants, avec protocole de res-titution (cf. fiche 4).

- Accompagnement des travauxde réparation d’éventuelsdégâts (sous-solage, drainage,etc.).

- Instruction de l’exploitant surles règles culturales à obser-ver pour assurer une bonnerestructuration des sols remisen place (cf. fiche 5).

- Restitution définitive desparcelles, évaluation de l’étatobtenu par rapport à l’étatinitial (test à la bêche, cf. fi-che 5) et libération pour uneutilisation normale.

Pour des projets de petite envergure,non soumis à une EIE, le cahier des chargesSPSC pourra être adapté et allégé.

Cahier des charges des spécialistes responsablesde la protection des sols sur les chantiers [6].

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Fiche 1

Installations Mesures Carte Carte de Test à la bêche Analyse MesuresPédologique sections (comparaison) de terre* physiques**

Grands chantiers (route/rail)

Gravières, carrières, glaisières

Décharges et remblais

Conduites souterraines

Reconstitutions de sols

Nivellements importants

Constats d’atteintes existantes

Atteintes dues à l’exploitation

Apports de sol ou de substrats

Utilisation de matériauxterreux hors du chantier

* Polluants, granulométrie, M.O.** Masse volumique, précompaction,

etc.

LégendeLa détermination de l’état actuel est, en règlegénérale, exigée dans le cadre de la procédured’EIE/APG ou peut être exigée pour établirla réalité de demandes de dédommagements.

Ces mesures peuvent être utilisées pour uneévaluation plus détaillée, dans le cadre d’exper-tises ou de comparaisons.

L’état initial

L’état initial

Règles et méthodes

La caractérisation de l’état initial du sol estobligatoire pour les projets qui sont soumis àun rapport d’étude d’impact sur l’environne-ment (EIE).

Interventions de longue durée(catégorie A)

Pour ces interventions de longue durée sur dessurfaces clairement délimitées, où les maté-riaux terreux sont en général entreposés uneou plusieurs années avant d’être utilisés pourune reconstitution du sol suivie d’une remiseen culture (exemples : gravière, carrière, tun-nel en tranchée à ciel ouvert, et autres

gros chantiers), on exige une carte des solsexécutée selon la méthode de Reckenholz [1].

Interventions de courte durée(catégorie B)

Pour les interventions de courte durée, en gé-néral il s’agit des chantiers en ligne, une cartedes sols ne convient pas et il faut cartogra-phier les emprises du tracé et les installationsde chantier. On cartographie le tracé par sec-tions. Les résultats de la cartographie sontreprésentés et décrits en lots bien délimités etcohérents du point de vue pédologique, surdes cartes synthétiques du tracé. Les moyensauxiliaires et les critères d’appréciation sontidentiques à ceux qui sont utilisés pour établirune carte des sols.

Aperçu des méthodes destinées à établirl’état initial des sols [4].

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Fiche 1

L’état initial

Sols pollués(investigations complémentaires)

Lorsque le sol est manipulé, il faut tenir comp-te de l’instruction pratique de l’OFEFP «Eva-luation et utilisation des matériaux terreux» [2].Le sol en place qui va être manipulé doit êtreanalysé si l’on soupçonne qu’il puisse êtrepollué. Si une pollution est avérée, c’est l’ins-tance cantonale chargée de la protection qua-litative du sol qui décide de la suite des opé-rations. Pour des projets de la catégorie A,l’examen d’éventuelles pollutions fait obliga-toirement partie de la description de l’étatinitial.

Démarche pratique

L’appréciation du sol en profondeur, ou sadescription pédologique, se fait en général àl’aide d’une tarière à main (tarière Edelmannou gouge), jusqu’à une profondeur d’unmètre environ, pour autant que les pierres nefassent pas obstacle. Sur la base des informa-tions ainsi obtenues (sondage pédologique),on dresse une description détaillée du sol, sousla forme d’un levé de terrain.

Catégorie A

En fonction de la topographie du lieu et de lavariabilité des types de sol que l’on s’attendà trouver, on sondera tous les 25 à 50 mètressur le tracé.

L’aspect et la couleur des horizons du soldonnent des indications sur le dévelop-pement, l’épaisseur et la perméabilité du sol.

On estime la texture du sol (nature du sol)par test tactile [3]. On peut également cons-tater les signes caractéristiques de régimesd’eau et d’air perturbés (engorgement, tachesde rouille, coloration grise, odeur).

La présence de carbonates peut être vérifiée àl’aide de l’acide chlorhydrique (HCI) et le pHpeut être approximativement déterminé, sur labase d’une échelle colorimétrique, à l’aided’un réactif liquide ou de bâtonnets.

Les types de sols identifiés sont regroupés enunités pédologiques et leurs surfaces déli-mitées par unité cartographique, en général àune échelle de 1 : 5’000 [4].

Pour chaque unité cartographique définie,on creuse un profil pédologique. C’est seule-ment dans un profil qu’on peut discerner etapprécier de manière fiable les aspects mor-phogénétiques des sols : la structure du sol, sapierrosité, les migrations des éléments fins(argiles), certaines réactions chimiques, laprofondeur de l’enracinement, l’activité bio-logique (vers de terre), l’épaisseur d’un sol etles limites de ses horizons. Ces données sontreportées sur une fiche de description du pro-fil pédologique type de l’unité cartographi-que. On prélève également des échantillonsdes horizons du profil pour des analyses chi-miques et physiques en laboratoire [4].

Catégorie B

Pour des chantiers en ligne, comme par exem-ple la pose d’une conduite de gaz, on formuledes exigences un peu différentes pour la car-tographie. Elles se trouvent dans des directivesspécifiques [5].

En premier lieu, on relève des caractéristiquesvisibles importantes pour le chantier, commeles pentes longitudinales et transversales,les glissements de terrain, les sorties d’eau etles mouilles locales, les zones de pierrositésimportantes, etc.

Puis, à l’aide de la tarière, on définit l’épais-seur de la couche supérieure du sol (profon-deur du décapage), le régime hydrique(perméabilité et ressuyage), la profondeurd’altération (sols superficiels ou profonds), lanature du sol (sensibilité au compactage).

Les relevés sont décrits par sections sur unecarte synthétique du tracé mettant en éviden-ce des caractéristiques importantes pour laplanification du chantier, la sensibilité dessols au compactage et les mesures de protec-tion qu’il faudra prendre [4, 5].

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L’état initial

Classification des degrés de sensibilité à lacompaction [4].

Catégories A et B

L’évaluation de la sensibilité au compactagedes sols se base sur des paramètres relevés dansle cadre de la cartographie des sols. La classifi-cation par degré de sensibilité se présente de lamanière suivante:

Type de sol Sensibilité Sensibilité aux contraintes[ cf. chapitres 3 et 4 ] du sol à

la compaction

• sols organiques • risque permanent de compaction• fréquemment engorgés jusqu‘en • de faibles charges peuvent

surface extrêmement déjà causer des dégâts persistants• avec nappe perchée, mais rarement sensible

saturés jusque à la surface, ousols riches en argiles et en silts

• sous influence d‘eaux de pente ou • mis à part lors de périodes de sé-souterraines, mais rarement saturés cheresses prolongées, très sensiblesjusqu’à la surface aux atteintes physiques

• sols ayant plus de 50% de silt et très sensible • choix limité de machinesmoins de 10% d‘argile sous influence engageablesd‘eaux de pente ou souterraines etde nappes perchées

• sols sous l‘influence d‘eaux de pen- • très sensibles aux atteintes physi-te ou souterraines et de nappes per- ques en périodes de pluies pro-chées longées ainsi que durant le repos de

• sols ayant plus de 50% de silt et la végétationmoins de 10% d‘argile et un régime normal • les périodes où les sols sont bienhydrique et une aération équilibrés ressuyés doivent être exploitées au

maximum• prudence maximale pour rouler

dessus

• sols ayant un régime hydrique et • en général peu sensibles lorsque lesune aération équilibrés, une structure sols sont bien ressuyésstable (à l‘exclusion des sols silteux peu sensible • niveau de précaution normalayant plus de 50% de silt et moinsde 10% d‘argile)

• sols ayant une pierrosité de plus • peu sensibles à la compactionde 50% • supportent en général bien les con-

• sables riches en graviers et en très peu sensible traintes mécaniquespierres ayant moins de 50% de silt • niveau de précaution normalet moins de 10% d‘argile

Fiche 1

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Page 17: Construire en préservant les sols

Fiche 1

L’état initial

Selon l’OSol du 1er juillet 1998, les atteintesphysiques et chimiques portées aux sols doi-vent être surveillées et évaluées [7]. Cette or-donnance découle des articles 29, 33, 35 et 39de la loi fédérale sur la protection de l’envi-ronnement (LPE) du 7 octobre 1983, réviséeen 1995 [8]. La directive sur les matériauxd’excavation (1999) [9] traite uniquement dela valorisation du sous-sol compris au sensgéologique du terme (horizon C).

Pour l’évaluation et la mise en valeur de maté-riau terreux (horizon A et B), c’est l’instructionpratique de l’OFEFP «Evaluation et utilisationdes matériaux terreux» (2001) [2] qui est appli-cable. Elle remplace l’information OSol n° 4(1993) qui a dû être adaptée à l’évolution de lalégislation. L’instruction pratique contient desvaleurs d’appréciation pour la charge en pol-luants, elle fixe quand et comment les sols enplace doivent être examinés et établit com-ment le sol déplacé (matériaux terreux) peutêtre utilisé ou mis en décharge.

On peut exiger, à titre préventif, le constatd’éventuels dégâts, par exemple dus au travaildu sol ou à des systèmes de drainage nonentretenus, ou encore à des interventions an-térieures (p. ex. pose de conduites), lors destravaux de cartographie des sols dans le but deproduire un relevé qui permette de vérifierle bien-fondé de toute réclamation survenantaprès la restitution des parcelles. L’apprécia-tion d’une remise en culture achevée (contrôlede la bonne facture, p. ex. après l’exploitationd’une gravière) peut également être exigée [6].

Charge en polluants

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La manipulation des matériaux terreux

La manipulation desmatériaux terreux

Introduction

Le décapage et l’excavation d’un sol (sol ausens de l’OSol qu’il ne faut pas confondre avecle sous-sol non altéré) doivent être considérésà juste titre comme une intervention de géniecivil, car le sol en place est arraché à sa si-tuation naturelle. La fertilité d’un sol peut ain-si être gravement menacée, ce qui va à l’en-contre du principe fondamental de la LPE [8].

De ce fait, la manipulation des matériaux ter-reux doit être liée à un permis de construire.En vue de maintenir la fertilité du sol, on ap-plique le principe selon lequel on ne peutmanipuler des matériaux terreux sans l’exis-

Type de chantier Enherber Décaper Décaper Décaperle sol, ne pas et réutiliser et entreposer et exporterle décaper de suite

Prélèvement de Ne redéposer que Hauteur de tas,matériaux en sur des sous-sols cf. fiche 3, ne pascontinu (enherb- préalablement en- rouler dessus.ement) herbés.

Prélèvement de Redéposer sur lamatériaux par tranche restituéetranche (remise en (sous-sol redéposé)état directe) et enherber.

Chantiers impor- Décaper les surfa- En cas d’emprisestants: routes, voies ces excavées et définitives, pourferrées, etc. les pistes. Ne pas autant qu’il y ait

décaper les surfa- des surplus.ces d’entreposage.

Décharges de Décaper les déchar-matériaux excavés, ges et les accès,remblayages ne pas décaper les

surfaces d’entrepo-sage.

Conduites Décapage limité Déposer direc-souterraines à la fouille. tement la couche

supérieure et lesous-sol sur le solenherbé.

Lignes aériennes Piste posée direc-et poteaux tement sur le sol

enherbé, décapagelimité aux fonda-tions.

tence d’un permis de construire en règle, etque la nécessité de procéder à des décapagesdoit être démontrée, en particulier pour desinterventions de courte durée comme la posede conduites.

Si l’on soupçonne que les matériaux terreuxsont contaminés, il faut procéder à des analy-ses de polluants des surfaces à décaper, aumoins par un échantillonnage représentatif[voir également fiche 1 «L’état initial»].

L’instruction pratique de l’OFEFP «Evaluationet utilisation des matériaux terreux» [2] donne

Type de chantier et manipulation de la couchesupérieure du sol [6].

Fiche 2

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Page 19: Construire en préservant les sols

Fiche 2

La manipulation des matériaux terreux

des indications quant à la valorisation desmatériaux terreux ou à leur mise en déchargedéfinitive.

De plus, nombre de cantons mettent à disposi-tion diverses fiches et directives de chantier,contenant des informations et prescriptionsplus détaillées sur la manipulation des ma-tériaux terreux [voir également la littératureconseillée aux pages 6 et 7].

Le décapage est uneatteinteLe décapage des matériaux terreux prive le solde sa couche protectrice principale. Le sous-solest plus instable et après décapage il reste ex-posé sans protection aux influences météoro-logiques. L’activité biologique dans le sol seconcentre dans les couches proches de la sur-face, lesquelles sont en général assez stables,même momentanément dépourvue de couver-ture végétale protectrice, pour résister à l’éro-sion hydrique ou éolienne. Dans les terres ara-bles utilisées de manière intensive, par exem-ple dans les loess qui ont une faible teneur enmatière organique, la couche supérieure dusol lorsqu’elle est dépourvue de couverturevégétale est exposée aux dangers de l’érosionau même degré que le sous-sol laissé nu.

Les effets négatifs du décapage sont aggravéslorsque les matériaux terreux ne sont pas re-mis en place directement et ensemencés, maisqu’ils subissent un stockage intermédiaire deplus ou moins longue durée.

Le test de la stabilité structurale dans l’eauest très démonstratif de la sensibilité aux in-tempéries d’un sous-sol mis à nu :

On dépose avec précaution dans un bocal rem-pli d’eau une motte de terre provenant de lacouche supérieure du sol et dans un deuxièmebocal on procède de même avec une motte dusous-sol. Alors que la motte de la couchesupérieure reste longtemps intacte, celle pro-venant du sous-sol se délite très rapidement.

Choix de la périoded’interventionLorsqu’une manipulation d’un sol est indis-pensable, il faut au moins prendre toutes lesdispositions afin que le sol vivant n’en souffrepas trop. Par principe, le sol doit être com-plètement ressuyé au moment de l’interven-tion; il doit être si possible remis en placedirectement et dans tous les cas ensemencéimmédiatement. Dans les interventions decourte durée, comme par exemple pour la posede conduites, on peut éventuellement renon-cer à l’ensemencement. Les mauvaises herbes(adventices) qui s’installent doivent être fau-chées avant la montée à graine (pas de traite-ment herbicide!).

C’est pendant la période de végétation queles conditions sont réunies pour travailler dessols ressuyés et pour une repousse rapidede la couverture végétale. Cette période est pluslongue en plaine qu’en montagne. Tous lestravaux de manipulation des matériaux ter-reux doivent être prévus pour les mois d’été.

Le sol a souvent tendance à être plus sec à lafin de l’automne qu’au début de l’été, et dansce cas, on peut encore travailler en octobredans de bonnes conditions. Pour réussirl’installation d’une prairie permanente, il nefaut pas la semer au-delà de la mi-août. Lors-que des ensemencements plus tardifs s’im-posent, il faut prévoir une céréale d’automne(p. ex. seigle à faucher en vert).

En aucun cas, on ne doit circuler sur la couchesupérieure du sol et sur le sous-sol lorsqu’ilssont détrempés, ni les décaper, ni les déplacer,ni les mettre en stockage intermédiaire, ni lesremettre en place. L’humidité du sol encoretolérable pour les travaux dépend de la naturedu sol (teneur en argile), ainsi que du poids etde la pression au sol des machines et des véhi-cules engagés. Ce n’est pas la teneur en eauabsolue qui fournit la base de mesure opportu-

Humidité du sol

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Page 20: Construire en préservant les sols

pF Cb Ressuyage d‘après les pores

1,8 6,3 Pores grossiers ressuyés

2,0 10 Pores > 30 �m ressuyés

2,5 31,5 Pores > 10 �m ressuyés

2,7 50 Pores > 06 �m ressuyés

2,8 63 Pores > 05 �m ressuyés

2,9 80 Limite de mesure dutensiomètre

4,2 1500 Tous les pores moyenssont ressuyés (Point de flétris-sement permanent)

Manomètre

Couvercle vissé

Colonne d‘eau

Bougie decéramique

Tube

Joint étanche

La manipulation des matériaux terreux

ne, mais la force de succion (appelée égale-ment tension hygrométrique). La force de suc-cion permet d’évaluer quels types de poressont encore remplis d’eau, ou déjà ressuyés.Dans le génie civil, c’est plutôt la valeur pF [cf.chapitre 7.2] qui est usuelle pour exprimer laforce de succion; par contre dans la pratiqueagronomique, c’est la force de succion qui estmesurée aux champs en centibars à l’aide detensiomètres. Le tableau ci-après indiqueles relations qui peuvent être établies entre lesvaleurs de référence les plus importantes pourles deux types de mesures.

Au-dessous de la valeur de pF 2, il ne faut pastolérer la mise en service de machines de chantier.A partir d’un pF 2,5 – en employant des machinesde chantier usuelles à chenilles – des dégâts im-portants ne sont généralement plus à craindre.A partir d’un pF 2,8, le sol peut supporter des ma-chines de chantier lourdes.

Mesures avec destensiomètres(cf. chapitre 8.2)

La mesure de la force de succion à l’aide d’untensiomètre est une méthode éprouvée delongue date et qui est utilisée dans la pratique,p. ex. pour l’irrigation des cultures. Les ten-siomètres sont donc disponibles sous toutessortes de formes, allant jusqu’à l’appareil à lec-ture digitale, relié à des mémoires électroni-ques. Pour l’emploi sur un chantier, c’est l’ap-pareil à manomètre, simple et robuste, quiconvient. Il est bon marché et indépendantd’une source d’électricité.

Représentationschématique d’untensiomètre.

Mise en place

Pour une mesure fiable, il faut mettre en ser-vice une batterie de cinq tensiomètres par sitede mesure, l’hétérogénéité du sol pouvantcréer de fortes variations. Les tensiomètressont installés de telle sorte que l’extrémité dela bougie poreuse soit à 35 cm de profondeur,dans un orifice foré exactement à la dimen-sion du tube. Pour obtenir un bon contact

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Fiche 2

Page 21: Construire en préservant les sols

Fiche 2Fiche 2

La manipulation des matériaux terreux

avec le sol, il faut mélanger la terre extraite àde l’eau et verser une fraction de cette bouilliedans le trou avant d’installer l’appareil. Aprèsl’installation de l’appareil, on répand encoreautour du tube un peu de poudre d’argile eton la tasse, afin d’empêcher l’eau de s’infiltrerle long du tube et de perturber le résultat desmesures. Un manchon de caoutchouc quiadhère bien au tube empêche également l’in-filtration de l’eau de pluie.

Relevés et mise en valeurdes résultats

Un jour plus tard, on peut se mettre à releverles forces de succion. On tire la valeur média-ne des résultats de chaque groupe de tensio-mètres. Les relevés doivent se faire quotidien-nement ou du moins à intervalles toujoursconstants, et toujours au même moment de lajournée, de préférence le matin. Le relevé si-multané des pluviomètres fait partie de cettedémarche.

Entretien

Le tube du tensiomètre est rempli d’eau. Lors-que la force de succion est élevée, supérieure à80 centibars par exemple, il peut se produireune chute soudaine et complète de la tension(appelée «désaturation»). Les tensiomètres dé-saturés doivent être ouverts et rechargés d’eaudégazée (de préférence bouillie). L’air résidueldans la partie horizontale de l’embranchementvers le boîtier du manomètre doit être purgéà l’aide d’une pompe à vide, car une partie dela force de succion est absorbée par effet decoussinet d’air, et les résultats des mesures peu-vent être perturbés. En aucun cas, il ne fautsecouer les tensiomètres installés.

Pour l’utilisation en hiver, on doit rajouter unantigel à l’eau dans les tensiomètres

Entreposage

dans un local à l’abri du gel, dans de l’eau dis-tillée ou déminéralisée (de l’eau de pluie pro-pre convient également), jusqu’au prochainemploi. Il faut enlever la saleté et les dépôtsd’algues avant de les entreposer. Après unentreposage hivernal, il est indiqué de faire uncontrôle soigneux de leur fonctionnementavant de les remettre en service.

Profondeur dedécapageDans le profil d’un sol bien développé, on dis-tingue en gros trois couches (horizons A, Bet C). Ces horizons sont séparés par des tran-sitions progressives ou une succession nettedes couches, et sont par conséquent plus ou

moins faciles à recon-naître. Suivant la ro-che-mère et le type desol, une colorationnettement différen-ciée des couches nousaide à identifier lasuccession des hori-zons.

Schéma d’un sol avectrois horizons distincts(sols ABC) : l’horizonsupérieur A, l’horizondu sous-sol B et le ma-tériau parental del’horizon C. Dans lessols bruts, la couchesupérieure du sol (A),contenant de l’humuset habitée par des êtres

vivants, se trouve directement sur la roche-mèrenonaltérée (sols AC). Ce type de sols se rencontreaussi bien sur de la roche ferme (dalles) que sur lessédiments meubles constitués d’argiles, de marnes,de silts, de sables ou de graviers.

On ne doit pas laisser sécher les tensiomètresqui ont servi, car les pores de la bougie poreu-se seraient alors colmatés par les sels dissousdans l’eau du sol. Ils doivent être entreposés

A

B

C

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Page 22: Construire en préservant les sols

La manipulation des matériaux terreux

La couche supérieure du sol

L’horizon A est clairement reconnaissable dansle profil grâce à sa coloration foncée. Il estactif du point de vue biologique et, comparéau sous-sol, présente une teneur en humus éle-vée. En règle générale, il est colonisé par unréseau dense de racines et parcouru de galeriesde vers, et par conséquent forme une coucheassez meuble. Dans les terres arables, l’horizonA est assimilé à la couche labourée.

Sous-sol(au sens pédologique du terme)

L’horizon B sous-jacent est constitué d’un ma-tériau minéral altéré présentant une teneuren humus beaucoup moins élevée. C’est pour-quoi sa couleur est moins foncée. Mais danssa partie supérieure au moins, il est encorebien colonisé par les racines et également ac-tif du point de vue biologique. Vers le bas, ilévolue de manière plus ou moins marquéevers l’horizon C, non-altéré; sur la roche et legravier, la transition est plus reconnaissableque sur des colluvions ou des loess, dépourvusde pierre.

Qualité des matériaux terreux

Outre les critères pédologiques présentésci-dessus, la qualité des matériaux décapés entant que matériaux terreux joue un rôle trèsimportant. Les critères définissant cette qualitésont décrits dans la fiche 1. Cette dernière in-dique de manière détaillée la marche à suivrepour établir l’état initial et la qualité des sols.Dans l’esprit d’une protection du sol optimale,il faut veiller à ce que les matériaux terreuxde toutes les catégories puissent être utilisésde manière rationnelle.

Procédés et machines

Le choix et l’utilisation adéquate des machinesde chantier et les procédés préconisés aurontune influence primordiale sur la réduction desimpacts d’interventions de génie civil sur lesol, en particulier sur le compactage.

En fonction de la topographie et de la surfaceà décaper, de la distance entre le chantier etle site d’entreposage, les bouteurs/niveleuses àchenilles, les draguelines ou les décapeuseslégères à benne sont les machines qui con-viennent le mieux.

En raison de la mauvaise répartition de la pres-sion au sol (faible surface de contact) ou deleur médiocre efficacité (rapport poids dela machine au volume décapé), les chargeusesà pneus ou à chenilles sont à proscrire, demême que les bobcats, les chargeurs frontauxdes tracteurs ou les pelles mécaniques à pneus.

Limite d’engagement

La force de succion admissible pour une utili-sation des machines qui ménage le sol peutêtre calculée de manière individuelle pour cha-que machine. Elle indique la force de succionà partir de laquelle on peut circuler sur un solsans pour autant lui porter atteinte de façonpersistante [cf. chapitre 7 des informations gé-nérales].

Au-dessous de 10 cbar de force de succion,aucune machine de chantier ne doit être miseen service.

La mesure de la force de succion doit se faireà l’endroit où on roulerait sur le sol après undécapage de l’horizon A, c.-à-d. à 35 cm deprofondeur. Même si la couche supérieure dusol est ressuyée, le sous-sol peut être encoretrès engorgé.

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Fiche 2

Page 23: Construire en préservant les sols

Fiche 2

La manipulation des matériaux terreux

Influence du type de sol

Passages répétés

Calcul de la force de succionadmissible

Il est important de tenir compte également dutype de sol. Pour les sols avec une teneur enargile élevée (>30%), il faut majorer de 10% laforce de succion admissible calculée.

Dans le cas de va-et-vient ou de passages répé-tés sur le même emplacement, l’effet de com-pactage augmente très rapidement lorsquela force de succion diminue. En situation limi-te, ces types de travaux de chantier (outilspoussant ou prélevant la terre, va-et-vient etroulage) doivent être arrêtés.

La force de succion admissible peut être calcu-lée individuellement pour chaque machineéquipée de chenilles, si le poids (avec charge-ment) et la pression au sol par cm2 (avec char-gement) sont connus.

Cette formule n’est pas utilisable pour les vé-hicules à pneus. Les formules correspondantespour les véhicules agricoles à pneus se trou-vent au chapitre 7.

Poids x pression à la surface du sol x 1.25(tonnes) (bars)

Formule pour le calcul dela force de succion admissible en

centibars:

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Type de matériaux Hauteur du tas Force de succion à Mesures généralementterreux : non tassé : respecter pour décaper applicables :

et mettre en tas :

Couche supérieure ≤ 2.5 m sableux: > 25 centibarsdu sol pour entreposage argileux: > 35 centibarscourt (< 1 an)

Couche supérieure ≤ 1.5 m sableux: > 25 centibarsdu sol pour entreposage argileux: > 35 centibarslong (> 1 an)

Sous-sol: fortement ≤ 1.5 m > 35 centibarsà extrêmement sensibleau tassement [4]

Sous-sol: normalement ≤ 2.5 m > 25 centibarsà faiblement sensible autassement [4]

Sous-sol: peu sensible > 2.5 m > 15 centibarsau tassement [4]

Fiche 3

L’entreposage des matériaux terreux

Prescriptions

L’entreposagedes matériaux terreux

Mesures pour l’entreposage de divers matériauxterreux (hauteurs et forces de succion) [6]

- Toujours décaper etentreposer la couchesupérieure et le sous-sol séparément.

- Entreposage sur dessurfaces bien perméa-bles, non sensibles autassement. Ne pas dé-caper les sols.

- Ne jamais rouler surles tas et ne pas les pâ-turer. Enherber les tasavec des plantes àenracinement profond.

Dans nombre de cantons, il existe des pres-criptions sur l’entreposage des matériaux ter-reux, en particulier de la couche supérieure dusol. Elles indiquent la hauteur maximale destas (dans la plupart des cas entre 1,5 et 2,5 m).Encore faut-il distinguer entre le tas de terredéposé encore meuble et le tas de terre raffer-mi. Ces instructions exigent en général que laterre soit mise en tas à reculons, c.-à-d. sansrouler sur le matériau déposé. Des normes etdirectives pour les dépôts de matériaux terreuxont été également élaborées par la VSS (Uniondes professionnels suisses de la route), l’ASG/

FSK (l’Association suisse des Sables et Graviers)et la SSP/BGS (Société Suisse de Pédologie).

Pour les reconstitutions ultérieures du sol, ilfaut pouvoir disposer en quantité suffisantenon seulement de la couche supérieure du sol,mais aussi de matériaux du sous-sol correspon-dant (horizon B). Des normes concernant lestockage intermédiaire de la couche supérieureet du sous-sol figurent dans le tableau ci-des-sous.

La présente fiche vise à compléter les normeset prescriptions existantes. Des variantes dansla recherche de solutions optimales, qui pren-nent en considération le type de sol et ses ca-ractéristiques, sont tout à fait possibles.

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Page 25: Construire en préservant les sols

Fiche 3

L’entreposage des matériaux terreux

Effets de l’entreposage

La couche du sol proche de la surface et bienaérée s’est formée grâce à une intense activitébiologique. Le métabolisme chimique de cettecouche se déroule dans des conditions aé-robies, et la formation de l’humus et des com-plexes argilo-humiques est une propriétécaractéristique de cette zone bien oxygénée.

A partir de cette couche, les racines des plan-tes, les vers de terre et d’autres organismesdu sol pénètrent toujours plus profondémentau travers d’autres horizons. Mais la porosité,la teneur en humus et l’activité biologiquediminuent sensiblement avec la profondeur.

Si l’on entasse la couche supérieure d’un sol,on voit apparaître des «signes d’asphyxie»tout d’abord à l’intérieur du dépôt, c.-à-d. dansle noyau qui est le plus éloigné de l’air exté-rieur. Dans des conditions anaérobies, les orga-nismes aérobies du sol sont asphyxiés, et onvoit apparaître des processus de putréfactionqui produisent des gaz putrides ou du métha-ne. Lorsque le dépôt est repris, on constateégalement une coloration grisâtre et souventune odeur pénétrante de putréfaction (odeurde boues d’épuration).

En créant des tas de forme trapézoïdale eten limitant leur hauteur, on essaye de réduireau minimum ou d’éviter l’apparition d’unnoyau central anaérobie dans le tas.

Les couches profondes à l’intérieur du tas sontsoumises à une pression statique due au poidsde la terre. Sous cette contrainte les poresgrossiers, qui garantissent l’aération de la ter-re, disparaissent en premier. Puis le sol situésous le dépôt est également légèrement com-pacté, et forme une dépression où l’eau s’accu-mule et remonte par capillarité dans le tasqu’elle peut détremper.

Il faut donc définir une stratégie de protectiondes sols pour l’entreposage des matériaux ter-reux. Plus le stockage intermédiaire est destinéà se prolonger, plus il est important de res-

Mise en place desdépôts

pecter cette stratégie. Dans chaque cas, il con-vient de mettre au point, parmi les possibilitésà disposition, la variante qui combine le plusgrand nombre de facteurs dont l’influence estpositive.

Les dépôts seront planifiés et mis en place entenant compte de leur durée et des caractéristi-ques des matériaux terreux.

Entreposage de courte durée(catégorie A)

Le délai de construction, donc d’entreposagedes matériaux terreux ne dépassera pas un an,p. ex. pour la pose de conduites, la construc-tion de chemins et de canalisations, etc.

Entreposage de longue durée(catégorie B)

Il est destiné en général à durer plusieurs an-nées, comme c’est le cas par exemple sur lesgros chantiers, dans l’exploitation de gravièreset de carrières de sable et d’argile, et dans desdécharges pour déchets à ciel ouvert.

Forme et réalisation

Du point de vue de la forme du dépôt, onpeut opter soit pour un andain trapézoïdalallongé, non cultivé, soit pour un dépôt étaléen surface plane utilisable par l’agriculture.

Les principes de protection du sol émis ci-des-sous sont applicables de cas en cas pour lesstockages de courte durée (cat. A), par contreils sont impératifs pour la catégorie B.

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Page 26: Construire en préservant les sols

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Fiche 3

L’entreposage des matériaux terreux

Evacuation des eauxmétéoriques

Le dépôt doit être réalisé de manière à ce queles eaux de surface puissent s’écouler libre-ment et ne s’accumulent pas au pied du dépôt(dépôt sur une croupe, éventuellement sur unlit de gravier).

Le dépôt ne doit en aucun cas être réalisé dansune dépression ou sur un sol imperméable.

Aération

Le dépôt doit permettre une circulation de l’airdans sa masse entière. C’est pourquoi il doitêtre mis en place quand la terre est ressuyée etne pas être soumis au passage répété des ma-chines. La distance entre le noyau centraldu dépôt et sa surface doit être réduite au mi-nimum (forme trapézoïdale aiguë). Pour lesdépôts étalés en surface plane, il faut limiterl’épaisseur du dépôt.

Pente

Les dépôts en surface plane doivent être créésde manière à ce que leur surface présente unepente de 5% au minimum, afin que l’eaude pluie puisse ruisseler sans entrave et ne pé-nètre pas dans le dépôt.

Enherbement

Il faut enherber le dépôt immédiatement aprèssa mise en place et procéder à des ensemen-cements par étapes pour des dépôts d’une cer-taine importance. Pour cela, il faut semer unmélange de longue durée trèfle violet – grami-nées – luzerne dont les racines colonisentprofondément le sol. Les racines maintiennentl’activité biologique du sol. L’évapotranspira-tion sous couverture végétale peut atteindreen été 5 litres d’eau par m2 et par jour, ce quimaintient au sec le dépôt.

Sous-sol (horizon B)

Les principes énumérés ci-avant sont égale-ment applicables aux dépôts pour le sous-sol(horizon B), excepté pour la forme et la hau-teur du tas. En raison de leur perméabilitéstructurelle, des matériaux purement miné-raux provenants de sous-sols constitués de gra-viers sableux pourraient être stockés en tas trèsélevés, mais le sol en place sous le dépôt seraitalors compressé par cette trop grande charge.Ces matériaux perméables conviennent par-ticulièrement bien à la reconstitution des solsdans nos régions pluvieuses. En revanche lessols très argileux ou les sous-sols contenantune part importante de matière organiquesont moins adaptés. La relation entre le typede sol et l’aptitude au stockage est directementapplicable aux matériaux terreux du sous-sol[voir Mesures pour l’entreposage de divers maté-riaux terreux (hauteurs et forces de succion), page22].

Type de sol et hauteur du tas

Dépôts étalésen surface plane

Les dépôts intermédiaires de durée moyenneà longue, prévus pour plusieurs années, decouche supérieure sur un support perméable

La relation entre le type de sol et les propriétésphysiques d’un sol est exposée en détail dansla partie générale de ce guide pratique. Lesnormes concernant la hauteur du tas admissi-ble, peuvent être tirées du tableau sur les me-sures pour l’entreposage, page 22. L’humiditédu sol au moment de sa mise en dépôt joueun rôle plus important que le type de sol. Lessols argileux sont très sensibles au compactages’ils sont humides. Les sols organiques sontsensibles à l’asphyxie lorsque leur humidité estélevée. Les sols silteux sont sensibles à l’éro-sion, ils faut veiller à les enherber dans lesmeilleurs délais ou à les couvrir de nattes sides orages sont à craindre durant la période destockage. La forme du tas joue également unrôle. Il faut être attentif aux risques de confu-sion entre les normes de hauteur de tas pourdes matériaux terreux fraîchement déposés etpour un tas raffermi.

Page 27: Construire en préservant les sols

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Fiche 3

L’entreposage des matériaux terreux

(sol de gravière) peuvent avoir une hauteurd’env. 1,5 m, à condition que des végétauxcomme un mélange trèfle violet-luzerne-gra-minées maintiennent le sol en activité.

Les dépôts étalés de moyenne durée, exploitéspar l’agriculture, comme par exemple pourdes bourses aux terres d’un chantier de grandeimportance, peuvent même atteindre la hau-teur maximum de 2,5 m dans de bonnes con-ditions (stockage de courte durée, type de soladapté, région pauvre en précipitations).

Dépôts en andain

Machines et procédés

Ces dépôts ne sont généralement pas exploi-tés, mais uniquement fauchés en cas de néces-sité (p.ex. lors de l’apparition de plantes ad-ventices). Ils sont aussi aérés latéralementet pénétrés par les racines jusqu’à une certaineprofondeur. Des essais ont montré que dansles matériaux terreux déposés en andains, lesdeux premières années, il se forme une zoned’asphyxie qui croît depuis la base, mais quiensuite régresse sensiblement suite à unerestructuration du sol, due essentiellement àla croissance des racines et à l’activité des versde terre. Dans un profil trapézoïdal, la pres-sion due à la charge du matériau entassé se di-vise par deux. Un sol sec peut donc exception-nellement être entassé sur une hauteur allantjusqu’à 2,5 m (mesure sur la terre meuble).

Principes généraux

En fonction du procédé choisi, le sol sera déca-pé et déposé latéralement en une seule opéra-tion avec la même machine, par exemple pourla pose de conduites. En revanche si le maté-riau terreux doit être déplacé sur des distancesimportantes, il doit être chargé et déversé dansun camion ou un tombereau. On déplace di-rectement le matériau terreux avec une excava-trice et une décapeuse à chenille lors de correc-tions morphologiques importantes ou de tra-vaux d’assainissement.

De manière analogue à la remise en placed’un sol, pour la création de dépôts intermé-diaires de matériaux terreux en forme d’an-dain ou étalés en surface plane, les principessuivants sont applicables :

• Dans un terrain en pente, on doit toujourstravailler de haut en bas, de manière àce qu’il n’y ait pas d’accumulation d’eau depente.

• Il ne faut jamais déposer de la terre sur unsupport détrempé. Des dépressions de la sur-face de stockage nivelée, dans lesquellesl’eau pourrait s’accumuler, doivent être égali-sées avec du matériau perméable.

• Les dépôts qui viennent d’être créés ne peu-vent être nivelés qu’avec les bouteurs/nive-leuses à sols organiques les plus légers, en ré-duisant au minimum le nombre de va-et-vient.

• L’ensemencement avec un mélange trèfleviolet-luzerne-graminées doit être effectuésans délai, si nécessaire par étapes.

Mesures complémentaires

En principe, il faut travailler de manière à ceque des mesures complémentaires soient su-perflues. Dans des cas exceptionnels, celles-cipeuvent contribuer à l’élaboration de solu-tions compatibles avec la protection du sol etde l’environnement. Quelques solutions possi-

Dans tous les cas, le sol doit être déposé avecprécaution et ne doit pas être soumis au passa-ge des machines. C’est pourquoi les bouteurs/niveleuses et les décapeuses à chenilles peu-vent être utilisés en cas de nécessité pour letransport, mais en aucun cas pour la créationd’un dépôt de terre.

Pour égaliser des dépôts étalés, on ne peututiliser que des niveleuses automotrices légères(de moins de 15 tonnes) à chenilles adaptéespour les sols organiques (pression au sol<200g/cm2).

Page 28: Construire en préservant les sols

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Fiche 3

L’entreposage des matériaux terreux

Drainage

En situation défavorable, en particulier dansles pentes, où existe un risque d’accumulationd’eau, on recommande d’installer un dispositiffavorisant l’infiltration de l’eau. Le captagedes eaux de ruissellement en amont du dépôtest plus efficace que l’installation d’une cou-che sous-jacente de gravier coûteuse qui doitgénéralement être encore protégée de l’envase-ment par un géotextile de séparation.

Aération

Là où le dépôt par manque de place doit êtreen pente raide, p. ex. pour l’entreposage inter-médiaire d’un sous-sol qui s’y prête bien, lesbords du dépôt peuvent être stabilisés et pro-tégés contre les éboulements par la plantationde buissons pionniers à fort enracinement.Suivant les conditions locales il s’agira deplantations de boutures d’osier, d’aulne, ou decoudrier, de jeunes plants de robinier, d’argou-sier, de prunellier, d’épine blanche, etc. enplantation directe ou de rejets avec racines.

Dans le cas où le stockage intermédiaire doitatteindre une hauteur plus grande que prévu,des tuyaux d’aération peuvent être installésà l’intérieur du tas. Ces derniers doiventse recouper dans les deux sens, en particulierdans la partie inférieure, de manière à garantirla pénétration de l’air également dans lenoyau central.

Protection contre leséboulements

bles et éprouvées sont décrites ci-dessous.Ces mesures concernent surtout l’entreposagede longue durée de matériaux terreux.

Page 29: Construire en préservant les sols

Fiche 4

Importance et miseen œuvre

La remise en place

La remise en place

Cette fiche décrit la procédure de remise en pla-ce de matériaux terreux en vue de l’utilisationagricole des sols reconstitués après des inter-

1. Convention avec l’exploitant/propriétaire.

2. Finition de l’aplanissement(remblai nivelé).

3. Drainage du remblai :- Réglage de la pente.- Mise en place d’aménage-

ments facilitant l’infiltrationet l’écoulement.

- Mise en place d’un systèmede drainage.

4. Reconstitution des sols avecdes machines adéquateset dans des conditions de res-suyage favorables.

Pour des sols reconstituésdestinés aux grandes cultures,les règles suivantes serontobservées :- Mise en place d’un sous-sol

sur une épaisseur d’au moins80 cm.

- Semis d’un engrais vert,si le sous-sol a été entreposédurant plus d’une année.

Procédure de reconstitution et de restitution dessols temporairement occupés [6]

- Mise en place de la couchesupérieure d’une épaisseurde 30 à 35 cm (durant lapériode de juin à août quisuit l’année de l’éventuel se-mise d’un engrais vert surle sous-sol).

5. Protocole de restitution (récep-tion de l’ouvrage), en présencedu spécialiste chargé de laprotection des sols sur le chan-tier, de représentants du maî-tre d’œuvre, de la direction destravaux et de l’exploitant/pro-priétaire, en vue de définir lesdégâts ou défauts à réparer :- Protocole de réception [6].- Test à la bêche [fiche 5].- Convention sur le type et

la durée de la remise en cul-ture/exploitation avec lepropriétaire et l’exploitant.

6. Si nécessaire, réparation desdégâts ou défauts constatés (p.ex. par des sous-solages,des drainages ou épierrages).

7. Tous les sols reconstitués doi-vent faire l’objet d’une exploi-tation extensive et douce [fi-che 5].

8. Restitution finale/évaluation(idem chiffre 5) :

- Protocole de la restitutionaprès remise en culture.

- Evaluation de l’état obtenu,év. comparaison avec l’étatinitial [4] : test à la bêche, év.test au pénétromètre, volu-me des pores grossiers, tauxd’infiltration et/ou conduc-tivité hydraulique à l’état sa-turé (chapitre 8).

- Ev. appel à l’appréciation duservice cantonal de la protec-tion des sols.

9. Ev. réparation/éliminationdes dégâts ou défauts (cf.chiffre 6).

10. Restitution de la parcellepour une exploitation nor-male.

Selon le cas considéré, certainesétapes peuvent être ignorées!

ventions de génie civil de longue durée. Elleest mise en oeuvre là où la couche supérieuredu sol et le sous-sol (horizon B), après déca-page et entreposage, doivent être remis en pla-ce et «réactivés» biologiquement. Les étapesde la reconstitution et remise en culture se dé-roulent généralement de la manière suivante:

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Page 30: Construire en préservant les sols

Fiche 4

La remise en place

La remise en culture peut se faire directementavec des matériaux terreux qui viennent d’êtredécapés. C’est le cas par exemple lorsque desgravières sont exploitées par étapes. La trancheexploitée est immédiatement remblayée et ellereçoit directement le sous-sol (horizon B) etla couche supérieure du sol fraîchement déca-pés de la nouvelle tranche mise en exploita-tion.

Limitation desdécapagesLà où les sols ont été décapés, il est, en géné-ral, obligatoire de les reconstituer ou remettreen culture. C’est pourquoi il est préférable, lorsd’une intervention de génie civil, de s’assurerdans quelle mesure il est vraiment nécessairede décaper.

Pour les chantiers de type linéaire, le décapagede la couche supérieure du sol de la piste detravail et de transport, qui se pratiquait aupa-ravant, n’était justifié que dans des cas excep-tionnels et impliquait de coûteuses remises enculture.

Il ne faut, en règle générale, décaper que lessurfaces qui sont directement excavées. Il fautégalement prendre en compte la sensibilité dessols à la compaction dans la délimitation dutracé de la ligne. Les tronçons critiques quisubsistent doivent être protégés d’un compac-tage excessif à l’aide de moyens auxiliaires ap-propriés, p.ex. piste en rondins ou en gravier.Lorsqu’une prairie est mise en place avant l’in-tervention, le sol se rétablit après les travauxsans intervention supplémentaire dans la plu-part des cas.

Mise en place directe

Systèmeen deux phases

Lorsqu’un sol est arraché à sa situation natu-relle et remis en place immédiatement, sespropriétés ne sont que peu modifiées, ce quin’est pas le cas s’il est repris d’un dépôt qui aduré plusieurs années. On peut donc renoncerà l’activation biologique préalable par cou-

ches, c.-à-d. que l’enherbement du sous-solavant la mise en place de la couche superficiel-le du sol n’est pas nécessaire. Il faut s’assurersi une mise en place directe de la couchesuperficielle du sol et du sous-sol décapés, end’autre termes la reconstitution définitive d’unsol est possible dans un autre site, afin d’éviterde passer par un stockage intermédiaire desmatériaux terreux. Les manipulations supplé-mentaires de déchargement et de chargementau dépôt impliquent non seulement uneaugmentation des frais, mais aussi une sollici-tation mécanique accrue du sol.

Ce système correspond à un procédé en deuxphases avec un enherbement intermédiaire dusous-sol, avant la mise en place de la couchesuperficielle du sol. Il faut choisir ce procédélorsque le sous-sol doit être repris à partir d’undépôt, et qu’il faut assurer sa restructurationet son activation biologique à l’aide de plantespionnières ayant un enracinement fourniet développé. L’enherbement intermédiaire estindiqué également pour des terrains où lesous-sol a été soit découvert (suite à un déca-page) et laissé nu, soit recouvert temporaire-ment d’une couche de gravier pour servirde piste ou d’installation de chantier. Logique-ment, il faut également recourir à cette tech-nique pour la remise en culture de routes,de chemins et de places consolidées. Ce procé-dé impose un délai d’une année jusqu’à la re-constitution définitive du sol, étant donnéqu’il est rarement possible durant la même pé-riode de végétation de réaliser à la fois l’ense-mencement intermédiaire du sous-sol, la remi-se en place de la couche supérieure du sol et laremise en culture.

Les étapes successives d’une reconstitution etd’une remise en culture intégrale, commeelle se réalise p. ex. à la fin de l’exploitationd’une gravière, sont décrites ci-après.

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Page 31: Construire en préservant les sols

Fiche 4

Couche supérieure

Sous-sol

Couche d’infiltration Sol en place

Matériauxde comblement

Fossé d’écoulement

Matériaux stabilisés

Gravier

Matériaux ameublis

La remise en place

Matériaux de comblement

Un bon sol ne peut se développer et se conser-ver que sur un support drainant. Un sol in-fluencé par une nappe perchée est défavorablepour la croissance des plantes et par consé-quent, son aptitude à être exploité est limitée.Les sols qui doivent être remis en place aprèsl’exploitation d’une gravière se trouvaient àl’origine sur un support perméable où ils ontpu se développer et former des sols bruns lessi-vés fertiles (chapitre 3). C’est pourquoi, dansces cas-là, une remise en culture adéquate estextrêmement difficile, les matériaux de com-blement étant souvent peu drainants ou im-perméables.

En outre, cette couche drainante est souventformée de matériaux lavés grossiers (graviersd’infiltration). L’eau peut certes circuler facile-ment dans ces graviers, mais l’absence depores fins dans la couche de gravier empêchel’eau gravitaire de la couche de sol remis enplace de s’y écouler (zone d’accumulation au-dessus du niveau de rupture de la continuitécapillaire). La force capillaire la retient dans lesol.

Il faut tout d’abord vérifier si le remblai est im-perméable et s’il doit le rester (décharge confi-née de déchets) ou s’il peut éventuellementêtre ameubli et rendu perméable (essais d’infil-tration) avant la mise en place du sous-sol.

Si ce n’est pas le cas, il faut étudier où se diri-geront les eaux de ruissellement et d’infiltra-tion, et si elles peuvent être collectées et dé-versées dans un fossé d’évacuation des eauxà ciel ouvert. La configuration de la surface desmatériaux de comblement et de la parcellereconstituée doivent prendre en compte lesfuturs écoulements.

L’installation de canaux d’écoulement superfi-ciels (fossés à ciel ouvert) et de bassins derétention pour l’eau excédentaire peuvent êtreinclus dans la planification comme des atoutssupplémentaires. Ils peuvent être reconnusen tant que nouvelles surfaces de compensa-tion écologique.

Représentation schématique – inspirée de diversesdirectives et normes – d’un remblayage, suivi d’unereconstitution du sol et d’une remise en culture

En mettant en place une couche drainante degravier lavé, on essaye de diriger l’eau d’infil-tration le long d’une pente régulière créée au-dessus des matériaux de comblement, vers unecouche perméable qui existerait en aval.L’épaisseur minimale prescrite de cette couche,en règle générale de 15 cm, est toutefois insuf-fisante lorsque:

a. la distance à parcourir est trop longue(résistance à l’écoulement)

b. la surface de la décharge n’est pas abso-lument régulière (interruption de l’écoule-ment)

c. les matériaux terreux remis en place sontinstables (battance)

Des aménagements favorisant l’infiltration etl’écoulement des eaux peuvent être conçus demanière à économiser les matériaux de qualité,tout en livrant un bon résultat.

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Page 32: Construire en préservant les sols

Fiche 4

La remise en place

Mise en place du sous-sol

Suivant le procédé choisi et la distance detransport, le sous-sol est amené par camion,tombereau ou décapeuse à chenilles et ré-parti avec une excavatrice ou un bouteur/nive-leuse. Dans des conditions favorables (sol surlequel repose le dépôt bien ressuyé, sous-solsec, machines adaptées et légères et machinis-tes expérimentés), le remblai peut être misen place directement avec la décapeuse à che-nilles.

Les matériaux terreux provenant d’autres sous-sols n’entrent en considération pour la re-constitution d’un sol que s’ils sont adaptés àla couche supérieure. Il ne faut pas utiliser desmatériaux terreux très argileux ou tourbeux.

Enherbement intermédiaire

Diverses directives recommandent l’utilisationde radis fourrager, de moutarde et de chou deChine, en raison de leur enracinement. Maisces plantes ne sont pas adaptées à tous les ty-pes de sol. Suivant le type de sol, le pH et leclimat, d’autres plantes pionnières se dévelop-pent tout aussi bien. A tous points de vue,les mélanges offrent plus de sécurité que lessemis purs. Toutefois certaines plantes suppor-tent difficilement la concurrence dans unmélange et ne lèvent pas. En semis pur en re-vanche, elles peuvent se développer très forte-ment et rapidement.

Choix de la culture pionnière

On ameublit et égalise le sous-sol remis en pla-ce avec des outils agricoles, et on l’ensemence.Le lit de semence ne devrait pas être préparétrop finement car le sous-sol tend en général àla désagrégation et à la battance. La formationd’une croûte en surface empêcherait une bon-ne levée de la semence. Par contre dans unlit de semence préparé très grossièrement, unepartie des graines se perd parce qu’elle descendtrop profondément entre les mottes grossières.On recommande donc en général de majorerla dose normale de semis de 50 % pour les se-mis dans des sous-sols.

Des analyses de disponibilité des éléments nu-tritifs sur des échantillons de terre pris au dé-pôt donnent des indications sur la dose et lacomposition d’une éventuelle fumure de fond.Il faut être prudent avec les apports d’engraisorganiques comme le fumier et le compost,dans la mesure où les organismes vivantsdu sol capables d’assurer les processus de dé-composition ne sont pratiquement pas pré-sents dans le sous-sol. Toutefois, des matièresorganiques actives, comme du fumier dé-composé par voie aérobie ou du compost in-corporé en surface, peuvent améliorer sensi-

Mise en place de la couchesupérieure du sol

La mise en place de la couche supérieure dusol se fait en général l’année qui suit l’enher-bement intermédiaire, exceptionnellementla même année lorsque le sol est bien ressuyé,mais au plus tard début août. Si la culture in-termédiaire s’est développée fortement, elledoit être fauchée et broyée (faucheuse à fléaux,faucheuse à mulching) sur place avant la pour-suite de la reconstitution du sol.

En règle générale, il n’est pas nécessaire debroyer les cultures non hivernantes gelant surpied (sorgho, tournesol, sarrasin, radis fourra-ger).

Si les résidus végétaux sont incorporés au ter-rain par le passage d’une bêcheuse ou d’unincorporateur type MM100, il est inutile de lesenlever. Mais les amoncellements éventuelsde végétaux doivent être éparpillés avantla pose de la couche supérieure du sol (la for-mation de ce qu’on appelle des «matelas» doitêtre évitée).

La couche supérieure du sol peut être amenéeet déposée de plusieurs manières. On doitcirculer le moins possible avec les machinessur le sous-sol déjà colonisé par les racines etuniquement s’il est bien ressuyé.

blement les conditions de démarrage. Parcontre, le purin et les boues d’épuration sontà proscrire.

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Page 33: Construire en préservant les sols

Fiche 4

La remise en place

Travail du sol et semis

L’épaisseur de terre meuble doit être d’aumoins 25-30 % plus élevée que l’épaisseur vi-sée après raffermissement. Il est cependantpeu indiqué de déposer une couche supérieuredu sol de plus de 40 cm d’épaisseur (excep-tion: bourse des terres). La couche supérieuredu sol mise en place doit laisser pénétrer l’airjusqu’au sous-sol biologiquement activé. Si né-cessaire, un sous-solage au moment de lapréparation du lit de semence peut faciliterl’aération du sol.

Le lit de semence préparé de cette manière estensemencé d’un mélange trèfle violet-luzer-ne-graminées de longue durée (de préférenceinoculer la luzerne avec une préparationde bactéries) et exploité pendant trois ans aumoins avec ménagement [v. fiche 5 «La miseen culture»].

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Page 34: Construire en préservant les sols

Fiche 5

La mise en culture

Objectif

Pour les projets soumis à étude d’impact surl’environnement (EIE), on règle par contratavec les propriétaires concernés le problème dela remise en culture, de sa durée et des in-demnités pour les pertes de rendement qui enrésultent.

Le but de la mise en culture est de favoriserune activité biologique qui mette en routeet soutienne une stabilisation et une restruc-turation des sols abîmés et instables.

Phase verte de courte durée

La phase de mise en culture est indiquée par-tout où le sol en place a été compacté et doitêtre soumis à un sous-solage profond (p. ex.pose de conduites sans décapage de la couchesupérieure du sol de la piste de circulation etde travail). Dans ce cas, une phase de restruc-

turation, sous forme d’une prairie exploitéeextensivement pendant au moins une année,est nécessaire avant de reprendre la parcelledans une rotation normale des cultures.

Mise en culture pluriannuelle

Dans tous les cas où le sol a été arraché à sasituation naturelle et qu’en conséquence on adû recourir à un enherbement intermédiairedu sous-sol, la durée de la période de miseen culture doit être prolongée (p. ex. mise enculture après l’exploitation d’une gravière,pose d’une conduite avec décapage des pistesde circulation). Une période de végétationne suffit pas pour rétablir et pour stabiliser lesconditions d’équilibre dans un sol fraîchementdéposé. Trois années complètes représententun minimum pour cela. Des expériences faitesdans des situations peu favorables avec dessols sensibles ont montré que dans bien descas, cinq ans, exceptionnellement dix ans,étaient insuffisants pour obtenir la consolida-tion souhaitée dans le sol.

Mesures préconisées pour une remise en culturepluriannuelle [6]

Les mesures proposées ci-aprèsconcernent la remise en culturepluriannuelle de sols fraîche-ment reconstitués destinés à laculture (après la remise del’ouvrage) et visent à assurerune bonne re-structuration dessols (remise en culture avant larestitution des

parcelles aux exploitants etle passage à une utilisation nor-male) :

- Ne rouler sur un sol qu’à l’étatsec et avec des machines lé-gères

- Éviter de travailler le sol- Installer des plantes à enraci-

nement profond (trèfle violet,luzerne)

- Produire du fourrage sec (foin,regain)

- Pas de fertilisation azotée, pasde lisiers et purins, pas detraitement herbicides en plei-ne surface

- Éviter les coupes précoces ettrop basses

- Proscrire le pacage- Prévoir une durée d’utilisationprolongée pour obtenir un ef-fet restructurant maximal (4ans entre la remise de l’ouvra-ge et la restitution).

La mise en culture32

Page 35: Construire en préservant les sols

Fiche 5

La mise en culture

Principes généraux

Le but d’une mise en culture soigneuse est derétablir dans un sol reconstitué les fonc-tions nécessaires à la fertilité du sol. Les objec-tifs principaux sont :

• La stabilisation de la structure du sol grâceà l’armature vivante des racines. Ainsi, laportance et la résistance aux passages sur lesol est améliorée.

• L’évaporation de l’eau excédentaire.Une prairie prélève en une seule journéed’été jusqu’à 5 litres d’eau au m2.

• La colonisation biologique de mottes inerteset compactes grâce aux radicelles et l’ap-provisionnement du sol en azote. Les bacté-ries présentes dans les racines de la luzernefixent jusqu’à 170 kg d’azote de l’air par haet par an.

• L’activation de la pédofaune, en particulierdes vers de terre, qui outre le creusement desgaleries qui servent de pores grossiers, sontimportants aussi et surtout pour la forma-tion du complexe argilo-humique (agrégats).

Pour atteindre ces objectifs, il est nécessairede convaincre l’exploitant que pendant laphase de mise en culture, ce n’est pas la maxi-misation du rendement, mais l’optimisationdes conditions de vie pour les plantes et la fau-ne du sol qui a la priorité absolue. C’est pour-quoi il est indispensable de régler à l’avanceles questions liées à la remise en culture et auxindemnités pour perte de rendement.

Fertilisation

A la base, la fumure se fait en fonction de ladisponibilité des éléments nutritifs déterminéeauparavant par une analyse de terre. L’échan-tillon à analyser comprendra au moins quinzeprélèvements répartis sur la surface remiseen culture. Si l’on se trouve des inégalités de

terrain à l’intérieur de la parcelle à analyser,il faut échantillonner séparément ces surfaces.Il est recommandé de procéder à une analysecomplète et de déterminer aussi bien leséléments nutritifs solubles à l’eau que les ré-serves.

Pas ou peu d’azote

Fumure organique

En règle générale, les doses de fumure azotéedoivent être faibles. Les cultures trop biennourries ne développent pas un réseau racinai-re dense; un enracinement profond se réaliselorsque la plante doit rechercher ses élémentsnutritifs et son eau dans le sol. Pour favoriserle développement de la luzerne, il faut renon-cer à toute fumure azotée.

Les engrais organiques sous forme de fumiermûr ou de compost seront apportés à dosemodérée et finement incorporés. Ils sont bientolérés par les vers de terre et favorisent leurdéveloppement. Grâce à l’activité de bioturba-tion et de consommation des vers, la terreminérale fine se mélange intensivement à lamatière organique dans leur tube digestifet forme des précieux complexes argilo-humi-ques (agrégats).

Pas de purin

Le purin non dilué porte atteinte à la popu-lation de vers de terre. Ces précieux auxiliairesne peuvent pas s’échapper dans leursgaleries creusées verticalement, et sont brûlés.De plus, la croissance des graminées est favori-sée par le purin, et celles-ci concurrencentet font disparaître la luzerne. Il faut renoncerà épandre du purin, du lisier ou des bouesd’épuration pendant la phase de mise en cul-ture. On peut cependant tolérer de faiblesdoses de lisier complet bien aéré et non corro-sif à partir de la deuxième année de culture.

33

Page 36: Construire en préservant les sols

Fiche 5

La mise en culture

Exploitation

Fourrage sec ou ensilage

L’année du semis, une coupe d’automne estindiquée pour les semis précoces, et une coupede nettoyage pour les semis plus tardifs. Lamatière verte fauchée – de peu de volume – estlaissée au champ et éparpillée sur la surface.Ne jamais faucher la luzerne trop tôt ou tropbas.

Dès la deuxième année, une fauche régulièrepour produire du fourrage séché au sol estindiquée. C’est avec ce type d’utilisationque les risques de compactage du sol sont lesplus faibles. Si on veille strictement à n’inter-venir que sur un sol ressuyé et portant, onpeut tolérer également l’ensilage.

Pas de fauche en vert,ni de pâture

Durant cette phase, il faut renoncer à la fau-che en vert et à la pâture. Des coupes fréquen-tes nuisent à la luzerne et au trèfle violet. Ellesimpliquent également des passages fréquentsavec un risque accru de compaction du sol.La pâture cause des dégâts de piétinement. Laluzerne et le trèfle violet, qui sont précieuxen raison de leurs racines profondes, sont éga-lement rapidement éliminés par la pâture.

Contrôle de la qualité

Contrôle des teneurs enéléments nutritifs

Pendant la période de remise en culture, tousles défauts comme les mouilles, l’asphyxie,etc., sont décelables grâce aux modificationsdu comportement des plantes. Après une remi-se en culture soigneusement exécutée, la cou-verture végétale devrait normalement se déve-lopper régulièrement et, avec le temps, devenirtoujours plus vigoureuse. Des irrégularitésmarquées dans la couverture végétale sont lesigne de défauts qui, dans tous les cas, doiventêtre corrigés par des interventions supplé-mentaires comme un sous-solage ou un drai-nage.

Après deux à trois ans de remise en culture,l’approvisionnement en éléments nutritifsdoit être de nouveau contrôlé à l’aide d’analy-ses de sol, sur des échantillons de terre pré-levés selon le même protocole indiqué précé-demment. Pour garantir la comparabilité desrésultats, ces analyses doivent être confiéesau même laboratoire. L’interprétation des ré-sultats devrait avoir lieu en collaboration avecun expert agricole.

Le test à la bêche

Le test à la bêche consiste à prélever une tran-che de sol jusqu’à une profondeur de 45 cm àplusieurs endroits, également à l’extérieur dela surface remise en culture, ou à proximitéimmédiate. Ce mini-profil est examiné soi-gneusement de haut en bas. On note les obser-vations par tranches de 5 cm (voir formulairepage 35).

Les caractéristiques suivantes méritentd’être relevées :

• la résistance à la pénétration (degré de com-paction),

• la régularité et la profondeur de l’enracine-ment (colonisation),

• la présence et l’activité de la pédofaune(en particulier les vers de terre),

• la forme et la stabilité des mottes(grumeaux),

• l’activité de décomposition également dansles zones profondes (observe-t-on encoredes reliquats de la culture pionnière du sous-sol ?),

• la consistance de la couche et l’aération (lesmottes se brisent-elles facilement, y a-t-il deszones asphyxiées qui puent et dont la colo-ration est marquée ?).

Normalement, le test à la bêche fait partie destâches attribuées aux spécialistes de la protec-tion des sols lors de la procédure de contrôle àla restitution d’importantes surfaces reconsti-tuées.

34

Page 37: Construire en préservant les sols

Fiche 5

Analyse sommaire: RecommandationsSurface du sol Mesures

meuble, grumeleuse aucunebattante/croûtée herser/sous-solerérodée enherber

Humidité du sol/état Eviter les compactionssec/en masse durcie traficable, mais ne pas travailler trop finementfrais/friable-émiettable travaillable, mais ne pas rouler dessushumide/plastique ou pétrissable ni travaillable, ni traficable

Aération/activité biologique ActivationOdeur, couleur, décomposition de la MO Installer des herbagesverte et bleue/putride/résidus de récolte travailler des sols bien ressuyés/semis directrésidus de récolte pas transformés travail superficiel du sol

Autres informations (culture en place, peuplement, mouilles, etc.)

Date: Signature:

Test à la bêche Type de sol

Caractéristiques Profondeur utile en cm05 10 15 20 25 30 35 40

Etat général du solmeuble, grumeleuxdurci, ferme, pris en masseMO non transforméeOdeuragréable, odeur de terre fraîchepuante, fécaleinodoreCouleurchaude, régulièrepâle, mouchetéeStructure des mottesfriable, grumeleusecassante, anguleuseEnracinementfourni, régulierseulement dans les fissures et les galeries de vers de terreabsentVers de terrevisible, actifpas manifeste

La mise en culture

Formulaire pour le test à la bêche [4]

35

Page 38: Construire en préservant les sols

Fiche 5

La mise en culture

En trois ans de remise en culture, un sol nepeut en aucun cas rétablir pleinement la stabi-lité de sa structure. On doit tenir compte decet état de fait lorsqu’on réintroduit ces parcel-les dans un assolement.

Il faut donc renoncer dans les années qui sui-vent aux cultures sarclées qui sollicitent forte-ment le sol, comme les pommes de terre et leslégumes de plein champ, et aux cultures qui serécoltent tard, comme les betteraves sucrièreset le maïs. Il faut préférer à cela une rotationaxée sur les céréales avec l’introduction aussirapide que possible d’une prairie artificielle.

Il est peu raisonnable de consacrer beaucoupd’efforts à mettre soigneusement en place desmatériaux terreux, pour ensuite les compacteren profondeur par une exploitation inadéqua-te. Ceci d’autant plus, que dans la mesure oùun ameublissement profond est encore réalisa-ble, les frais de remise en état seront élevés. Lesous-solage n’est pas un remède au compacta-ge. C’est une intervention assez brutale quivise à créer les conditions nécessaires à la re-structuration d’un sol abîmé. Cette interven-tion ne doit en aucun cas être considérée com-me une méthode culturale qui peut être re-nouvelée indéfiniment.

Transition vers unerotation des cultures

36

Page 39: Construire en préservant les sols

Fiche 6

La prévention du compactage

La préventiondu compactage

Circulation surle sol lors de travauxde génie civil

Lors de l’exploitation des sols, pour les récolteset les transports, il faut passer sur les terresagricoles et les sols forestiers. La mécanisationcroissante de ces travaux a déjà provoqué cer-taines atteintes physiques aux sols. Celles-ciont été identifiées et ont été traitées dans lecadre des nouveaux articles relatifs à la protec-tion mécanique du sol dans l’ordonnance surles atteintes portées au sol (OSol, art.7).

Lorsqu’il faut circuler sur le sol pour réaliserdes interventions de génie civil, les conditionsqui prévalent sont généralement différentes.Les différences pratiques les plus importantespar rapport à l’exploitation agricole consistenten général dans le fait que :

• la couche supérieure du sol est souventpréalablement enlevée sur une grande surfa-ce et entreposée en tas (décapage),

• les travaux de terrassement nécessités parle projet sont exécutés en toutes saisons ets’étendent sur plusieurs mois,

• les passages ne sont pas uniques commepour la préparation du sol ou la récolte, ilssont répétés et s’effectuent souvent dansla même trace,

• dans la plupart des cas, ce sont des machi-nes et des véhicules lourds qui sont mis enservice,

• ce sont toujours des matériaux qui pèsenttrès lourds comme des matériaux d’exca-vation, des éléments de construction, du gra-vier ou du béton qui doivent être déplacés.

Les travaux de génie civil, surtout les travauxpour les transports d’énergie et les voies decommunication, exigeront également à l’ave-nir une occupation temporaire de vastes surfa-ces de terres agricoles ou forestières. Nous al-lons présenter quelques mesures de la protec-

Préservation de lafertilité du sol

tion physique des sols qui devraient être uti-les pour planifier et exécuter de façon optima-le ces travaux de génie civil.

L’objectif principal et primordial consiste àpréserver à long terme la fertilité du sol [cf.chapitre 1 des informations générales]. Il fautéviter que des atteintes mécaniques fassentperdre au sol ses qualités naturelles de milieupour la croissance des plantes. Il faut ménagerl’équilibre du sol dans sa structure naturelleet éviter toute compaction inutile ou toute at-teinte aux horizons (couches naturelles) dusol.

On peut atteindre ce but en appliquant lesprincipes suivants :

• ne circuler sur le sol que s’il est bien ressuyéet suffisamment portant,

• éviter des trajets inutiles,

• ne mettre en service que des machines etdes procédés adaptés,

• réduire au strict minimum la surface soumiseà des atteintes mécaniques (emprise),

• éviter tout déplacement inutile de matériauxterreux, en particulier le décapage,

• ne jamais laisser le sol sans couverture végé-tale, c.-à-d. nu et sans protection.

Ces principes doivent impérativement fairepartie intégrante de l’avant-projet, du projetprincipal et de sa planification dans le temps,ainsi que quant aux les appels d’offre corres-pondants. Leur mise en œuvre doit être contrô-lée sur le chantier. En règle générale, cela im-plique la surveillance du chantier sur placepar un spécialiste reconnu de la protection dessols [cf. Fiche 0].

37

Page 40: Construire en préservant les sols

Fiche 6

04 t 08 t 16 t 32 t 64 t

10'000g/cm2

9'000

8'000

7'000

6'000

5'000

4'000

3'000

2'000

1'000

0 10 Cb 20 Cb 30 Cb 40 Cb 50 Cb

1 2 3 4 5 6 7

100

50

0

Nombre de passages

Niveau de compactage

La prévention du compactage

L’application pratique de chaque principe estdécrite brièvement ci-dessous, dans la mesureoù cela est nécessaire. Des informations plusdétaillées figurent dans les chapitres de la par-tie générale de ce guide pratique.

Sol ressuyé

Un sol ressuyé est plus portant. C’est la forcede succion, mesurée avec des tensiomètres, quisert de critère d’évaluation à la portance.Une placette de mesure est composée de cinqtensiomètres. La valeur qui fait foi est la va-leur médiane des cinq valeurs relevées indivi-duellement. On ne doit pas circuler sur dessols dont la force de succion est inférieure à10 centibars.

Choix des machines

Les machines adaptées sont celles qui sontaussi légères que possible, avec une bonne ré-partition du poids et une faible pression ausol. Les trains de roulement larges et longs pré-sentent une pression au sol plus faible. Lesmachines bien conçuespeuvent atteindre sansproblème des périodesd’utilisation deux foisplus longues que la nor-male, en particulier dansles phases où le sol est re-lativement humide.

Le nomogramme présente àgauche la pression au soladmise en g/cm2 et le poidsdes machines en tonnes (t)pour une force de succiondonnée en centibars (cbaren bas). Ce permet dedémontrer qu’en doublantla surface de portance d’unbouteur pesant 16 t avecune pression au sol de1000g/cm2, il peut déjà êtremis en service dès 10 cbar,au lieu de 20 cbar.

Fréquence des passages

Chaque phase de travail doit être planifiée demanière à être réalisée avec le moins de pas-sages possible. C’est la multiplication des pas-sages qui provoque en grande partie le com-pactage.

Compactage en relation avec la fréquencedes passages

Ce sont principalement les véhicules à pneus(camions de chantier, bennes à pneus) qui pré-

sentent les risques lesplus élevés de compacta-ge. Leur emploi sur dessols en place devrait êtreévité le plus possible. Desforces de succion inférieu-res à 20 cbar ne sont, engénéral, plus admissiblespour des passages répétéssur des sols argileux (te-neur en argile > 30%), carun sol dans cet état d’hu-midité est plastiquementdéformable. Là où un pas-sage répété du mêmetronçon est inévitable, ilfaut établir une piste pourles transports avant le dé-but des travaux (p. ex.piste en rondins ou engravier).

38

Page 41: Construire en préservant les sols

Fiche 6

La prévention du compactage

Réduire les emprises

Pas de décapage inutile

Il faut toujours limiter autant que possible lessurfaces touchées par le chantier. Pour degrands chantiers, comme par exemple la posede pipelines, il faut adapter la technique deconstruction en conséquence. Pour les rem-blayages et les remises en culture, il faut plani-fier les pistes d’accès de manière à ce qu’ellespuissent être ameublies sur toute leur surfaceavant la remise en place du sous-sol et de lacouche supérieure du sol.

Le décapage systématique de la couche supé-rieure du sol avant l’intervention de géniecivil dans le terrain a certes une longue tradi-tion. De nombreux propriétaires sont encoreconvaincus du bien-fondé de cette mesure(argument choc: diminution des pertes en hu-mus). Or, les décapages pour des raisonsde protection du sol ne sont défendables quepour des sols très superficiels.

En particulier lorsqu’il s’agit de rouler sur lesol pour un nombre de passages limité, il estpréférable de laisser en place la couche supé-rieure du sol comme couche de protection.Celle-ci présente, en raison de son activité bio-logique, une capacité de régénération bienmeilleure que la couche de sous-sol qui lui estsous-jacente.

Dans un sous-sol compacté, une restructura-tion naturelle n’est pratiquement plus possi-ble. L’assainissement de sous-sols compactésest coûteuse en temps et en argent.

Il est également préférable de déposer, pourdes entreposages de courte durée, les maté-riaux terreux sur la couche supérieure du sol.On pourra certes constater une asphyxie localedu sol (en se fondant sur l’odeur de pourriturequi se dégage lorsque le matériau terreuxest repris). Mais l’activité biologique se remetrapidement en train après un ameublissementsuperficiel favorisant l’aération.

Lorsque pour des machines identiques, les tra-ces de passage dans la couche supérieure dusol sont beaucoup plus profondes que dans lesous-sol, il faut attribuer cette plus grande visi-bilité des ornières à la compression des poresgrossiers. Le sous-sol contenant moins de po-res grossiers, les compactions y sont moinsvisibles, mais par contre elles impliquent dansla plupart des cas une perte pratiquement tota-le des pores grossiers. On ne peut plus remé-dier à de tels dégâts sans recourir à des métho-des coûteuses.

Les racines rendent un sol enherbé considéra-blement plus portant qu’un sol nu. En été,une prairie est en mesure de prélever sans pro-blème cinq litres d’eau par jour et m2. Le semisd’une prairie sur la surface concernée doits’effectuer le plus tôt possible, au mieux déjàun ou deux ans avant l’intervention, afin quela prairie puisse s’installer complètement.Après les passages d’engins, la prairie se ré-génère en général rapidement. C’est seulementdans des cas graves qu’elle doit être resemée,et dans la plupart de ces cas, il suffit d’effec-tuer un sursemis.

Toujours semerune couverture végétale

39

Page 42: Construire en préservant les sols

40 Chapitres 1 à 8

Informations généralesà propos du sol

Page 43: Construire en préservant les sols

41

Chap. 1

1. La fertilité du sol

1. La fertilitédu sol

Définitions

L’art. 2 de l’OSol (ordonnance du 1er juillet1998 sur les atteintes portées aux sols) [7] défi-nit le concept de la fertilité du sol de la ma-nière suivante :

Pour plus de détails :

Consulter :Commentaires concernant l’ordonnance du1er juillet 1998 sur les atteintes portées auxsols (OSol), L’environnement pratique, OFEFP,2001.

Directives pour l’estimation de la fertilité dusol, OFEFP/FAC en collaboration avec différen-tes stations de recherches agronomiques etles offices cantonaux de la protection du sol,FAL, 1991.

1 Le sol est considérécomme fertile :

a. s’il présente une biocénosediversifiée et biologique-ment active, une structuretypique pour sa stationet une capacité de décom-position intacte;

b. s’il permet aux planteset aux associations végé-tales naturelles ou culti-vées de croître et de se dé-velopper normalementet ne nuit pas à leurs pro-priétés;

c. si les fourrages et les den-rées végétales qu’il fournitsont de bonne qualitéet ne menacent pasla santé de l’homme et desanimaux;

d. si son ingestion ou inha-lation ne menace pasla santé de l’homme et desanimaux.

Dans sa publication «Protection des sols con-tres les atteintes physiques» [15] la SociétéSuisse de Pédologie définit la fertilité du sol -voir également le pro-tocole sur la protectiondes sols de la Convention alpine (1991) - com-me étant la capacité d’un sol de remplir sesfonctions en lui-même et en interaction avec

les autres milieux et systèmesenvironnementaux. Dans cesens, la fertilité du sol peutêtre considérée commeune expression de sa la multi-fonctionnalité.

Sont citées parmi les princi-pales fonctions du sol :

• base vitale et espace vitalpour l’homme, les animaux,les plantes et les mi-croorganismes,

• gisement de ressourcesnaturelles,

• site pour d’autres usageséconomiques, les transports,l’approvisionnement etla distribution, l’évacuationdes eaux et des déchets,

• archives de l’histoire natu-relle et culturelle,

• milieu de transformationet de régulation pourles apports de substances.

Page 44: Construire en préservant les sols

42

Chap. 21

2

3

4

2. Le sol vit

2. Le sol vitLe sol abrite un monde vivant très diversifié.Si la macrofaune (vers de terre, escargots,insectes) est généralement bien connue, enraison de la taille des organismes facilementobservables à l’oeil nu, elle ne représentequ’une part infime de la biomasse totale dusol, tant au niveau pondéral que de la diversitédes espèces rencontrées. La plus grande partiedes organismes du sol (mésofaune, microfauneet microflore) n’est pas visible à l’oeil nu. Elleest donc peu connue.

Dans ce chapitre, nous présentons une syn-thèse qui ne prétend pas détailler toute l’éco-logie du sol. Le schéma ci-dessous tente dereprésenter de manière simplifiée la réparti-tion de la biomasse dans la couche superficiel-le du sol.

1 Part minérale dansla masse du sol.

2 Part de la masseorganique totale dansla masse du sol.

3 Part de toute la flore etla faune vivant dans le sol.

4 Part de la faune visible dans lesol (macro- et mégafaune).

Fig. 01 : Représentation simplifiée de la distri-bution pondérale d’un sol.

2.1 Interface sol/planteLa plante s’enracine dans le sol et y trouve sanourriture, elle peut y croître et se multiplier.De son côté, le sol est lui-même colonisé par lacroissance des racines des plantes. Les exsu-dats racinaires augmentent la disponibilité deséléments nutritifs. Des particules, calcaires en

particulier, sont attaquées, désagrégées etdissoutes. La zone active de transition entre lesracines et le sol s’appelle la rhizosphère.

Fig. 02 : La pédofaune au niveau d’un agrégat(l’image correspond à un carré de 4 mm) On areprésenté au milieu en haut un acarien et en basà gauche un collembole. Ces animaux, classésdans la mésofaune, peuvent être encore tout justeidentifiés à l’oeil nu. Le grumeau est entouré pardes poils absorbants de plantes.

Sol/chevelu/microorganismes

Les particules minérales de l’agrégat, si petitsoit-il, sont maintenues ensemble par un filmd’eau, par un grand nombre de poils absor-bants extrêmement fins et par les hyphes deschampignons.

La surface d’un agrégat est souvent partielle-ment ou complètement revêtue d’une pelousebactérienne. C’est ainsi que le grumeau cons-titué des particules minérales les plus fines(argile, silt et sable) est rendu stable (structu-ration vivante).

Microorganismes/plantes

Les microorganismes et les plantes cohabitentde manière variée et se complètent de ma-nière idéale. Il arrive souvent qu’une espèce

Page 45: Construire en préservant les sols

43

Chap. 2 Coccques Bâtonnets Spirilles

Actinomycètes Moisissures Algues bleues

2. Le sol vit

végétale dépende de certains microorganismespour tout simplement prospérer. De mêmeque divers microorganismes sont dépendantsde la présence de certains végétaux. Deuxexemples connus de synergismes sont présen-tés ci-dessous :

Fig. 03 : La symbiose avec les bactéries fixant l’azo-te, principalement chez les légumineuses. Le gaind’azote est considérable; une prairie de trèfle ou deluzerne peut fixer 170 kg N par ha et par an.

Fig. 04 : Arbuscules intracellulaires de micorhyzes,qui pénètrent à l’intérieur de la racine. Les hy-drates de carbone prélevés à la plante sont échan-gés contre des éléments nutritifs tirés du sol.

2.2 Classification,ordre de grandeur etbrève description

La faune vivant dans le sol est classée en5 groupes suivant sa taille, tout comme la ré-partition selon la granulométrie [ch. 4] etla taille des pores [ch. 6] de la matrice miné-rale du sol, leur milieu de vie.

Microflore, Ø 0,5 - 5 �m(= Argile-silt fin = pores moyens fins)

Du point de vue du nombre et du poids, cettefraction invisible de la pédofaune forme deloin la plus grande part de la biomasse dans lesol.

Fig. 05 : Illustrations simplifiées de représentantsimportants de la microflore du sol pour montrer sadiversité.

La microflore vit en permanence à la surfacedes particules du sol et dans leurs interstices.Le plus souvent, elle forme ce qu’on appel-le des pelouses. Souvent ces pelouses lient en-semble les particules minérales et organiquesextrêmement petites, les entourant d’uneenveloppe gélatineuse. Celle-ci alimenteà son tour beaucoup de petits êtres vivants dusol. Les microorganismes vivent souvent ensymbiose avec les racines, et leur densitéest par conséquent très élevée dans la rhizos-phère.

Page 46: Construire en préservant les sols

44

Rotifères (rotateurs)

Collemboles(organe de saut typique)

Oribates/Acariens

Tardigrades

Nematodes

Chap. 2

2. Le sol vit

D’autres microorganismes, comme p. ex. deschampignons, peuvent avoir un effet antibio-tique, ou inhibiteur de croissance, qui peutêtre tout à fait souhaitable (p. ex. extermina-tion de germes pathogènes). A quelques excep-tions près, ces organismes dépendent d’unmilieu aéré (oxygéné). C’est pourquoi leurconcentration est la plus élevée dans les cou-ches les plus proches de la surface du sol.

Fig. 06 : Certains microorganismes produisentdes substances antibiotiques. Les plus connuessont entre autres la pénicilline et la streptomycine.Chaîne de spores en spirales d’un streptomycète(d’après Williams, 1983, grossie 6000 fois).

Microfaune, Ø 5 - 100 �m(= silt = pores moyens grossiers)

Fig. 07 : de g. à d., amibe nue (rhizopode),zooflagellé, thécamibe (amibe à coquille) et cilié.

Mésofaune, Ø 200 - 4000 �m( = sable = pores grossiers)

On classe dans cette catégorie les gros organis-mes de la microflore. les champignons et lesalgues, les parties les plus fines des plantes(les poils absorbants), ainsi que la microfaune,c.-à-d. les organismes unicellulaires (protozoai-res) : les amibes, les flagellés, les ciliés, les roti-fères et les nématodes. Ils vivent partiellementde manière stationnaire et se déplacent aussidans la solution du sol. Ils se nourrissent desubstances organiques dissoutes et de détritus(déchets de cellules, substances en suspensionou déposées), mais aussi de bactéries.

La mésofaune vit dans les pores grossiers. Sesreprésentants principaux, qui peuvent êtretout juste identifiés à l’oeil nu, sont aisémentobservables à l’aide d’une loupe. Il existe desespèces apodes comme les nématodes, maisil y a aussi de nombreuses espèces à membresarticulés : des collemboles, des insectes pri-maires, des acariens et des araignées minuscu-les.

Fig. 08 : Quelques exemples de mésofaune.

Page 47: Construire en préservant les sols

45

B

A

Chap. 2

2. Le sol vit

Les collemboles sont spécialisés dans la dé-composition de la substance végétale morte,tandis que les araignées vivent plutôt de lachasse. Certains acariens se nourrissent en pré-levant la sève des plantes, ce sont des rava-geurs. D’autres sont des prédateurs se nourris-sant p. ex. d’acariens ravageurs, ce sont alorsdes auxiliaires utiles à l’agriculture. Ils sontsouvent les victimes innocentes de la lutte chi-mique contre les ravageurs.

Fig. 09 : Champignon prédateur du genre ento-mophtora capable, grâce à la formation d’un hy-phe spécial (B), d’attraper et de digérer des orga-nismes de petite taille vivant dans le sol, p. ex. (A)un parasite (nématode).

Fig. 10 : Une araignée prédatrice (en bas) attaqueun acarien (parasite des plantes).

Macrofaune, Ø 2 - 20 mm(= gravier fin = fentes et galeries des vers)

La macrofaune comprend une multituded’insectes et de larves, d’araignées, de crusta-cés (cloportes), de petits vers (enchytrées).

Fig. 11 : Cette illustration montre les représentantsde la macrofaune qui fuient la lumière et qu’onne rencontre pratiquement pas à la surface du sol.Il s’agit de diverses formes d’insectes, de crustacés,d’araignées, de diplopodes. Beaucoup d’entreeux sont des prédateurs (araignées, diplopodes, chi-lopodes, perce-oreilles). Quant aux cloportes,ils fractionnent la litière et les matériaux végétauxdécomposés.

Les représentants de la macrofaune qui viventet qui chassent à la surface du sol se distin-guent de leurs congénères souterrains parune forte pigmentation et une coloration sou-vent voyante. La grande famille des carabesforme un groupe de décomposeurs connusqui sont d’importants indicateurs de l’activitébiologique du sol.

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46

Chap. 2

2. Le sol vit

Fig. 12 : Carabes avec leur larve (Taille entre 7et 33 mm).

Mégafaune, Ø > 20 mm(= cailloux = fentes de retrait, cre-vasses)

On compte dans cette catégorie les gros ani-maux, des gros coléoptères, escargotset vers de terre. Les petits mammifères vivantdans le sol (campagnols, taupes) appartien-nent également à cette catégorie.

2.3 Les vers de terre

Le ver de terre (lombric) est considéré commele travailleur de force parmi les animaux vi-vant dans le sol. En se basant sur des fouilles,Darwin a pu constater qu’en 2000 ans, l’acti-vité des vers de terre ont permis de déplacerune couche de terre de plus d’un mètre d’épais-seur. En digérant, le ver de terre mélange in-tensivement la matière organique avec les pluspetites particules minérales du sol pour formerdes complexes argilo-humiques stables, etcontribue ainsi de manière importante à la for-mation de la structure du sol.

Les vers de terre sont hermaphrodites.Dans le clitelium (renflement circulaire decouleur claire chez les adultes), il se formeun cocon, ensuite déposé dans le sol, duquelécloront plus tard des vers de terre.

La cinquantaine d’espèces de vers de terrequ’on trouve chez nous sont classées en troiscatégories selon leur mode de vie.

Espèces épigées(p. ex. Dendrobeanea, Eiseniella,Eisenia foetida)

Espèces endogènes(p. ex. Allolobophora, Octolasium,Nicodrilus au stade juvénile)

Elles vivent dans la couche de litière peudécomposée, dans le compost et le fumier. Lesvers sont plutôt petits et minces, très vifs,d’une couleur rougeâtre ou orange. L’élevageen masse de ces vers ne pose pas de problème.

Elles vivent principalement dans la couche su-périeure du sol et montent rarement à la sur-face. Ils se frayent un chemin de çi et de là encreusant et en avalant la terre. Le labour lesramène souvent en masse à la surface. Aussides espèces anéciques comme le Lombric pas-sent en partie leur stade juvénile sous formeendogène.

Page 49: Construire en préservant les sols

47

Chap. 2

2. Le sol vit

Espèces vivant dansdes galeries verticales(anéciques)(principalement les espèces Lumbricus etNicodrilus)

Vers de grande taille et à forte pigmentation.Ils vivent dans une galerie verticale, qui at-teint de très grandes profondeurs dans le sous-sol. Ces animaux se caractérisent par le faitqu’ils vont chercher leur nourriture (générale-ment de nuit) à la surface du sol pour la rame-ner dans leur galerie d’habitation.

Fig. 13 : Ver de terre entraînant un fétu de paille.

Là, les parties coriaces et fibreuses des végé-taux sont d’abord prédigérées par des microor-ganismes, puis consommées et digérées parle ver de terre à un stade partiellement décom-posé. La substance organique avalée et mélan-gée intensivement avec la terre fine est excré-tée sous forme de turricules.

Les vers de terre apportent donc la contribu-tion la plus importante aussi bien pour la for-mation que pour l’aération et le drainage dusol. Leurs galeries forment des cheminementsprioritaires, riches en éléments nutritifs pourles racines. Les populations de vers de terrepeuvent être ménagées et favorisées surtout enrenonçant à épandre du purin non dilué cor-rosif et des herbicides, en laissant les restes derécolte au champ, ainsi qu’en pratiquant letravail du sol sans labour (semis direct).

Pour plus de détails :

Consulter :Le sol vivant, J.-M. Gobat et al. collection Gé-rer l’environnement, n° 14, PPUR, 1998.

Fig. 14 : L’étonnante activité de bioturbation desvers de terre. Lors d’inondations (24/25 août1987), la Reuss à Seedorf (UR) a déposé une épais-se couche de sable. En quelques jours, des vers sesont frayé un chemin vers la surface à travers1 mètre de sable. Les turricules sombres provenantdu sol recouvert, riche en humus, se détachent net-tement sur le sable clair.

Les vers sont actifs surtout pendant le prin-temps et l’automne, périodes fraîches et humi-des. Pendant la période sèche de l’été, ils s’en-foncent profondément dans le sous-sol quireste humide. Durant cette saison, les inter-ventions culturales ont moins de prise sur eux.

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48

Chap. 3

Coeffi- Vitesse Régimecient k d’écoulement hydrique

10-1 cm/sec 3600 mm/h10-2 cm/sec 360 mm/h sec10-3 cm/sec 36 mm/h10-4 cm/sec 3,6 mm/h humecté10-5 cm/sec 0,36 mm/h10-6 cm/sec 0,036 mm/h humide10-7 cm/sec 0,0036 mm/h10-8 cm/sec 0,00036 mm/h engorgé

3. Les types de sols

3. Les types de sols

Les facteurs de formation du sol : la roche-mère, la topographie, le climat, la végétationet les organismes vivants dans le sol, ainsi quel’utilisation du sol par l’homme ont produitune grande variété de types de sol, qui for-ment la mince couche intermédiaire entre lapartie minérale du globe terrestre (p. ex. la ro-che ou un sédiment meuble) et l’atmosphère.

Les types de sol sont définis selon des caracté-ristiques précises : matériau originel, succes-sion des horizons et régime hydrique identi-ques. Lorsqu’on parle dans un rapport d’un solbrun, d’un sol brun calcaire ou d’un podzol,on indique le type de sol. En revanche, les ter-mes de sableux ou d’argileux qualifient lanature granulométrique du sol [cf. chapitre 4«la nature du sol»]. Le type de sol est doncdéterminé largement par la pédogenèse du sol,la nature du sol et la roche-mère.

Sous nos conditions climatiques, le régime del’eau (classe I) joue le rôle principal dans laformation des sols (pédogenèse). Il est caractéri-sé par la perméabilité. Il constitue donc lepremier des sept degrés du système de classifi-cation des sols en Suisse. Les degrés suivantsde la classification sont déterminés par laroche-mère (classe II), les constituants chimi-ques et minéralogiques (classe III), le lessivaged’éléments et de particules (classe IV) et ledegré d’expression des caractéristiques duprofil (classe V). Finalement, la classificationtient compte des caractéristiques importantespour la croissance des plantes, telles que laprofondeur utilisable par les racines, la capaci-té de stockage de l’eau et la teneur en élémentsnutritifs (classe VI). La dernière étape (classeVII) tient compte de facteurs du milieucomme l’exposition, la végétation et l’utilisa-tion du sol.

La perméabilité d’un sol est indiquée parle coefficient de perméabilité K (voir fig. 15 etchapitre 8).

Fig. 15 : Ce tableau présente les relations entrele coefficient K, la vitesse d’écoulement et le régimehydrique.

3.1 Les sols per-méablesLes sols sont considérés comme perméableslorsque leur vitesse d’écoulement dépasse100 mm par jour, c’est-à-dire une valeur K de10-4 cm/sec. Les sols perméables (lessivés)se caractérisent généralement par un profil decouleur uniforme brune à jaunâtre. Mêmequand les horizons («couches») du sol présen-tent des couleurs différentes, des taches derouille ou des colorations grises sont absentes.

Les sols bruns

Les régosols (sols bruts)

sont de coloration jaunâtre à brune. Ces colo-rations proviennent du fer oxydé. L’oxydationn’est possible qu’en présence d’oxygène. Lessols bruns sont donc bien aérés, généralementprofonds. Ils sont très répandus dans les zonesclimatiques tempérées de notre Plateau et denos Préalpes et font partie des terres arablesfertiles.

sont moins développés que les sols bruns. Ilssont plutôt superficiels. Par sa couleur, l’hori-zon supérieur (horizon A) se distingue claire-ment du matériau originel non altéré (horizonC). Il manque une couche de transition oucouche d’altération intermédiaire (horizon B).C’est pourquoi, ce type de sol est égalementqualifié de sol A/C.

Page 51: Construire en préservant les sols

49

Chap. 3

3. Les types de sols

Les sols bruns lessivés

se distinguent des sols bruns par le lessivage etl’accumulation des particules d’argile dansles couches profondes du sol (horizons d’élu-viation et d’illuviation).

sont des sols acides fortement lessivés, qui nefixent pratiquement pas d’éléments nutritifs;ils sont par conséquent des sols pauvres.On trouve les podzols principalement sur desroches à base de silice (granite ou gneiss) sousles forêts de résineux des Alpes.

3.2 Les sols engorgés

Les sols engorgés, ou insuffisamment perméa-bles, se caractérisent par une perméabilité frei-née à très restreinte. Des taches de couleurpeuvent indiquer une percolation légèremententravée, tandis que les sols imperméables,dans des climats très pluvieux, sont saturésd’eau pratiquement jusqu’à la surface. L’hori-zon engorgé se trouve dans la couche du profilcolonisable par les racines.

sont des sols qui sont momentanément gorgésd’eau d’infiltration en raison d’une couchecolmatée ou d’une granulation fine. La zoned’engorgement temporaire peut être repéréedans le profil grâce aux taches de gley typiques(taches de rouille) et aux concrétions noires demanganèse. Les pseudogleys se rencontrentfréquemment dans les régions pluvieuses. Leurmise en valeur par l’agriculture n’est possibleque de manière limitée.

3.3 Les solshydromorphesLes sols hydromorphes sont soumis de maniè-re périodique ou constante à l’influenced’apports d’eau extérieure. Cet apport peuts’effectuer latéralement dans une pente (gleysde pente) ou par l’élévation du niveau dela nappe phréatique (battement) dans les plai-nes.

Les gleys

Les pseudogleys

sont des sols qui sont engorgés par des écoule-ments latéraux ou des fluctuations des nappesphréatiques. L’eau amenant également ducalcaire dans la plupart des cas, les gleys, con-trairement aux pseudogleys, ne s’acidifientpas. La couche supérieure est souvent de cou-leur sombre (paratourbeuse) tandis que lesous-sol saturé d’eau présente des tons allantdu gris-noir et gris-vert au bleuâtre, en raisonde la réduction des fers.

Du fait qu’ils se trouvent constamment saturésd’eau, les gleys sont des sols très délicats.Les éléments nutritifs aboutissent très rapide-ment dans un milieu saturé d’eau et peuventainsi mettre en danger la nappe phréatique.Une utilisation agricole intensive de ces solsest toujours problématique.

Les sols alluviaux

3.4 Les sols alluviaux

sont limités à de petites zones proches descours d’eau qui sont périodiquement inondéespar des cours d’eau non-corrigés. Dans les solsalluviaux, les couches de matériaux amenéspar chaque inondation sont identifiables dansle profil. On ne trouve pratiquement plus enSuisse de sols alluviaux régulièrement inondés,excepté dans les forêts riveraines.

Les podzols

Page 52: Construire en préservant les sols

50

Chap. 3

3. Les types de sols

3.5 Les sols hydro-morphes organiques

Les sols tourbeux

Pour plus de détails :

Consulter :

Cartographie et estimations des sols agricoles,les cahiers de la FAL, n° 24, 1997.Cartographie des sols, J.-P. Legros, PPUR, 1996.

sont bien de couleur noire, mais ne sont pas àconfondre avec les chernozems (terres noires),qui n’existent pas en Suisse. Les sols organi-ques doivent leur teinte foncée à la présencedes humines. En l’absence d’oxygène, la dé-composition des débris végétaux ne peut prati-quement pas se faire, ce qui provoque la for-mation de la tourbe. Dans ce milieu acideet pauvre en oxygène, des fragments de plan-tes et des arbres entiers se sont conservéspendant des siècles. Les bas-marais et les tour-bières élevées dans leur état naturel ne se ren-contrent plus que rarement chez nous.

Lorsque les sols organiques sont drainés, ilssont faciles à mettre en culture et ils sont gé-néralement exploités de manière intensive(cultures maraîchères). Suite au drainage et àl’aération qui en résulte, la masse organique semet à se décomposer rapidement. Ce proces-sus entraîne le tassement de la tourbe (affaisse-ment des tourbes) et la mise en circulationde grandes quantités de nitrates par minérali-sation.

Page 53: Construire en préservant les sols

514. La nature du sol

Classification de la nature du sol:Argiles % Silts %

Sols argileux lourds

Argile > 50 < 50Argile limoneuse 50 - 40 < 50Limon argileux 40 - 30 < 50Silt argileux 50 - 30 > 50

Sols silteux moyens

Silt limoneuse 30 - 10 > 50Silt sableux < 10 50 - 70Silt < 10 > 70

Sols limoneux moyens

Limon 30 - 20 < 50Limon sableux moyen 20 - 15 < 50

Sols sableux légers

Limon sableux léger 15 - 10 < 50Sable limoneux 10 - 05 < 50Sable silteux 10 - 05 15 - 50Sable < 05 < 15

Selon la teneur en Silt, on peut encore subdiviserles types de sols en:

Faiblement silteux < 15Moyennement silteux 15 - 35Fortement silteux 35 - 50

Répartition simplifiée de la naturedes sols dans le triangle de texture

Chap. 4100

% A

rgile

s0

% S

ilt

0 %

Sab

le

teneur croissante en Sables

50 %

50 %

50 %

teneur croissante en Silts

tene

ur c

roiss

ante

en

Argi

les

100 % Silt0 % Argiles

0 % Sable

100 % Sable

0 % Argiles

0 % Silt

Argiles

Sols argileux lourds

Sols limoneuxmoyens

Sols sableuxlégersSable Silt

Solssilteuxmoyens

4. La nature du solLorsqu’on classifie le matériau dont est consti-tué le sol, comme par exemple un limon trèssableux ou une argile limoneuse moyenne-ment silteuse, on caractérise la nature du sol.Celle-ci est définie par les proportions expri-mées en pour-cent d’argile, de silt et de sable,c.-à-d. par la granulométrie de la terre fineminérale. Il s’agit de toutes les particules dusol ayant un diamètre inférieur à 2 mm. Lesparticules minérales du sol ayant un diamètrede plus de 2 mm font partie de la pierrosité(sables fins et grossiers, cailloux, pierres). Lanature du sol influence les caractéristiques tac-tiles d’un sol.

Pour caractériser la nature du sol, sur la basede la répartition des fractions granulométri-ques de la terre fine, on utilise ce qu’on appel-le le triangle de texture. Les pourcentages desfractions suivantes sont placées sur la grille delecture :

Argiles (A) (Ø de la particule < 0,2 µm)Silt (U) (Ø de la particule 0,002 - 0,05 mm)Sable (S) (Ø de la particule 0,05 - 2 mm)

Ces pourcentages ont été préalablement mesu-rés au laboratoire ou évalués par le test tactile.

Fig. 16 : Triangle de texture [3]. Le point d’inter-section des lignes de pourcentage permet de définirla nature du sol selon une classification simplifiée.Dans l’exemple (•), il s’agit donc d’un sol li-moneux moyen. Classification détaillée: sol limo-neux moyennement silteux.

Fig. 17: Le schéma et le tableau ci-dessus permet-tent une caractérisation plus détaillée de la naturedu sol sur la base de la répartition des fractionsgranulométriques.

Page 54: Construire en préservant les sols

52 4. La nature du sol

Chap. 4

4.1 L’argile (A)

Sous le terme d’argile dans le sens pédologi-que, on comprend la fraction minérale la plusfine du sol. Le diamètre de ses particules sesitue au-dessous de 2 µm, c.-à-d. au-dessous de0,002 mm. Cette définition ne doit pas êtreconfondue avec les termes de géologie et deminéralogie décrivant soit des minéraux argi-leux, soit des roches argileuses sous les termesd’ «argile(s)». L’argile a la propriété de gonfleravec l’eau et de se rétracter en séchant (fentesde retrait). De plus, l’argile peut, grâce à sagrande surface spécifique et à ses charges néga-tives, retenir et échanger des ions de différentséléments (cations). L’argile peut migrer dansl’horizon B; cela se manifeste par des envelop-pes d’argile autour des pierres et aux surfacesde rupture des agrégats du sol (caractéristiquetypique des sols bruns lessivés).

Fig. 18 : Une particule d’argile sous microscopeélectronique (grossie env. 10’000 fois). La struc-ture en plaquettes des argiles est parfaitementreconnaissable.

Fig.19 : Des mottes grossières et compactes d’unsol argileux labouré en automne sont exposées augel hivernal (émiettement par effet de gel).

L’argile est un constituant important du sol.Avec la substance organique décomposée, elleforme ce qu’on appelle les complexes argilo-humiques (grumeaux), qui jouent un rôle im-portant pour la nutrition des plantes et pour lastabilité structurale. En raison de sa capacité àgonfler et à se rétracter, l’argile contribue àl’ameublissement naturel du sol et à son aéra-tion. Les racines empruntent de préférence cesfentes de retrait pour cheminer vers les pro-fondeurs. Malgré leur apparence compacte, lessols argileux sont biologiquement actifs et aé-rés en profondeur.

Une proportion trop élevée d’argile pénalisele travail du sol et limite les utilisations. En sé-chant, la terre argileuse durcit rapidement etforme des mottes compactes. Pour faciliter letravail du sol, il faut assurer le développementd’une structure adéquate par l’entretien de lateneur en humus et la stimulation de l’activitébiologique. Un travail trop intensif du sol,particulièrement avec des instruments animésqui brisent ou émiettent les mottes, accentueles effets négatifs des sols argileux sur la crois-sance des plantes.

Page 55: Construire en préservant les sols

534. La nature du sol

Chap. 4

Propriétés mécaniques

Les sols argileux ressuyés sont extrêmementdurs et portants. Avec l’augmentation de l’hu-midité, les sols argileux deviennent plastiqueset déformables et sont très sensibles aux at-teintes mécaniques (sensibilité à la compac-tion).

Test tactile

Détrempée, l’argile donne une sensation col-lante. Humide, elle est plastique et modelable.Plus les dépôts adhérants sur la paumede la main sont faibles, plus la teneur en argileest élevée.

Test du modelage

Si l’échantillon humide peut être modelé enun boudin de diamètre inférieur à 2 mm sansse briser, la teneur en argile est alors supérieureà 30%. A l’état sec, il est plus difficile d’estimerla teneur en argile des sols. Des agrégats trèsargileux sont difficiles à défaire lorsqu’ils sontsecs.

Si en étalant la terre, on obtient une surfa-ce lisse et brillante, elle contient plus de 40%d’argile.

Test à l’ongle

4.2 Le silt (U)

Le silt est également un constituant fin du sol.Le diamètre des particules se situe entre 2 et50 µm, ou 0,002 et 0,05 mm. Par exemple,les loess contiennent en règle générale beau-coup de silt, car ils ont été déposés par le vent(dépôt éolien). Les régions de loess typiquesen Suisses ont : Möhlinerfeld (BL) et les colli-nes de Wallbach (AG). Des sédiments meublespeuvent être également riches en silt (Valléedu Rhin saint-galloise).

Le silt n’a pas les propriétés physiques du gon-flement et du retrait, ainsi que dans une lar-ge mesure les propriétés chimiques (échanged’ions) caractéristiques de l’argile.

Les sols silteux couverts de végétation sont re-lativement stables et bien perméables. Lors-qu’ils sont détrempés, ils sont sensibles au pas-sage des machines. Les sols riches en silt sontgénéralement sensibles à l’érosion, dès qu’ilssont excavés ou entassés. Ils sont égalementsouvent pauvres en humus et en argile. Lemanque de stabilité de la structure qui en ré-sulte doit être compensé par une stabilisationbiologique adéquate (couverture permanente,fixation par les racines). Le travail du sol doitêtre réduit au minimum.

Propriétés mécaniques

Fig. 20 : Particules de silt vues au microscope,grossies env. 1000 fois.

Page 56: Construire en préservant les sols

54 4. La nature du sol

Chap. 4

Fig. 21 : Sol de loess sous maïs conventionnel, solnu (couverture végétale partielle) et croûté. Avecune pente faible, le risque d’érosion est déjà élevé.

Test tactile

Détrempé, le silt donne une sensation glissan-te et savonneuse. Humide, le silt n’est plasti-que et déformable que de façon limitée. Il estgraisseux sur la paume de la main.

Test du modelage

Humide, le silt peut être modelé en une boulede 2 à 5 mm de diamètre qui se désagrège lors-qu’on exerce une légère pression. A l’état sec,le silt est mou, velouté au toucher (comme dela farine fleur). Les agrégats contenant du siltsont relativement faciles à défaire.

Test à l’ongle

La surface étalée est lisse à fendillée, mais pasgranuleuse.

4.3 Le sable (S)

Fig. 22 : Sable (divers minéraux mélangés).L’image est grossie env. 10 fois.

Le sable est la fraction minérale granulométri-que la plus grossière de la terre fine (Ø 0,05à 2 mm). Les sols sableux sont meubles et per-méables, peu stables et peu structurés. Grâceà la taille des particules, les sols sableux sontrarement menacés d’asphyxie, même en cas depressions élevées, car les espaces interstitiels(pores grossiers) sont à peine modifiés. Les solssableux ressuyent vite, même après une fortesollicitation mécanique; c’est pour cela qu’ilssont très appréciés, en particulier pour les cul-tures maraîchères précoces, malgré leurs pro-priétés négatives (sensibilité à la sécheresse,pertes en éléments nutritifs).

Page 57: Construire en préservant les sols

554. La nature du sol

Chap. 4

Propriétés mécaniques

Les sols sableux sont, comparés à d’autres sols,moins sensibles à des opérations de génie civilet des travaux d’excavation. L’effet d’un ameu-blissement mécanique (par un sous-solage)de sols sableux compactés est de courte durée,lorsque la proportion d’argile est inférieure à12-15%. C’est pourquoi il faut toujours l’asso-cier à une mise en herbe qui les stabilise.

Fig. 23 : Sol sableux (alluvial) à l’état naturel. Lastratification des sables plus grossiers ou plus fins,résultant des épisodes successifs de déposition, estnettement reconnaissable.

Test tactile

Test du modelage

Qu’il soit détrempé ou sec, le sable donne gé-néralement une sensation rugueuse. Uneproportion importante de sable dans le sol li-mite la cohésion de sorte que les agrégats sontpeu ou pas présents.

Au toucher, à l’état humide, la fraction desilt grossier peut à peine être distinguée de lafraction de sable fin.

Un truc pratique: le sable de plus de 0,05 mmde Ø crisse fortement sous les dents.

Si l’échantillon humide ne peut pas être mo-delé pour former une boule d’env. 10 mm dediamètre, la proportion d’argile est inférieure à10%. La boule se défait rapidement, mêmesans pression.

Pour plus de détails :

Consulter :FAL, IUL, FAW et RAC, Méthodes de référencedes stations fédérales de recherches agro-nomiques, Zurich - Reckenholz (mise à jourannuelle).

Guide des analyses en pédologie, Denis Baize,INRA Editions, 2000.

La surface étalée se présente sous forme plusou moins rugueuse et granuleuse suivant l’im-portance de la fraction sableuse. Cette surfaceest toujours matte.

Test à l’ongle

Page 58: Construire en préservant les sols

56

Chap. 5

5. La structure du sol

5. La structuredu solLes différentes particules (sable, silt et argile)de la fraction minérale fine du sol sont arran-gées et liées entre elles plus ou moins forte-ment dans chaque sol. La structure résulte tou-jours des facteurs de formation du sol, en par-ticulier du type de sédiments, du climat,du régime hydrique et des réactions chimi-ques.

Le terme de structure du sol se rapporte donctoujours à la couche meuble du sol, maisjamais à la roche-mère ou aux matériaux nonaltérés.

5.1 Structures pri-maires (structures ausens étroit du terme)Chaque sol présente une structure qui lui estpropre, surtout dans ses horizons non tra-vaillés. Nous distinguons trois types de struc-ture :

• Structures différenciées : particules agré-gées et for-mes distinctes

• Structures compactes : formes compac-tes et soudées

• Structures particulaires : particules nonliées, juxtaposées(non structurées)

Les structures différenciées

La structure prismatique

L’apparition de fentes de retrait induit laformation continuelle de nouveaux fragments,clairement délimités, avec des angles vifs.

Fig. 24 : Structure prismatique, typiquedes sols argileux.

La structure polyédrique

résulte également de processus de fissuration.La structure polyédrique est difficile à diffé-rencier de la structure prismatique. Elle est fré-quente dans la couche supérieure travailléedes sols riches en argile. Si les fragments polyé-driques sont de petite taille, la structure estbonne.

La structure en feuillets

Fig. 25 : Ce sont surtout les sols silteux qui pré-sentent une structure en feuillets, avec des fenteshorizontales.

Page 59: Construire en préservant les sols

57

Chap. 5

Les structures massiveset compactes

se distinguent des structures particulaires parle fait que les particules (surtout le sable et lesilt) sont soudées ensemble plus ou moinsfortement, et forment des blocs lorsqu’on tra-vaille le sol. Les couches ayant une structurecompacte sont difficilement colonisées par lesracines (mauvais état structural, cf. p. 59).

Fig. 26 : Les structures compactes peuvent être ac-tives du point de vue biologique et très fertileslorsque leur texture et leur assemblage sont favora-bles (régions de loess).

Les structures particulaires

sont caractéristiques des sols sableux légers,pauvres en argile et en humus. Le sol se défaitnaturellement en petites particules mêmelorsqu’il est encore légèrement humide (dé-pend de la taille des particules).

Fig. 27 : Structure particulaire

5.2 Mottes et as-semblages (structuresecondaire)

Une structure secondaire (mottes) plus oumoins marquée apparaît dans la couche super-ficielle du sol, grâce à l’action des racines et dela pédofaune, à celle du travail du sol, de latransformation de la matière organique et dela formation de l’humus, et grâce à la forma-tion de complexes argilo-humiques. Cettestructure exerce une influence positive ou né-gative en tant que support pour la croissancedes plantes et contribue ainsi à déterminer safertilité.

Les mottes

Une bonne structure améliore l’aération du sol,ce qui favorise entre autres un réchauffementrapide du sol, de même qu’une meilleure infil-tration de l’eau, permettant une meilleuremigration des éléments nutritifs. De plus, unestructure saine offre des niches et un cadrede vie à la pédofaune. Une structure grumeleu-se favorise la croissance des racines. Le travaildu sol est plus facile. Plus la structure des mot-tes est développée, plus grande est sa surfaceinterne et par là sa capacité de rétention.

5. La structure du sol

Page 60: Construire en préservant les sols

58

Chap. 5

Le grumeau

Ce type de motte caractérise les sols légers àmoyens; les grumeaux arrondis ont un diamè-tre de 2 - 5 mm.

Fig. 28 : Grumeaux

Les fragments polyédriqueset anguleux

ont des angles vifs et une surface de rupturelisse. C’est la forme de mottes typique aux solsargileux. Elle est due au gonflement et au re-trait de l’argile. La prédominance de fragmentspolyédriques de petite taille dans des sols argi-leux est un signe de bon état structural.

En revanche, la prédominance des fragmentsanguleux est signe d’un mauvais état struc-tural. On distingue le fragment anguleux parl’absence d’enveloppe humique, sa surfacetoujours lisse et sa résistance à la rupture.

Fig. 29 : Fragments polyédriques

Les assemblages

Le travail intensif du sol pour les culturesdonne naissance à un mélange de mottes, defragments et de blocs qui évolue d’année enannée.

Fig. 30 : Les assemblages avec grumeaux prédo-minants présentent de nombreuses biocavités et ilssont à classer dans les bonnes structures.

5. La structure du sol

Page 61: Construire en préservant les sols

59

Chap. 5

Fig. 31 : Les assemblages avec des fragments gru-meleux dominants contiennent moins de cavitésbioactives, et par conséquent en général une moinsbonne distribution des cavités. Les fragmentsgrumeleux se forment sous l’action des outils detravail du sol dans un sol mal ressuyé. L’étatstructural est tout juste satisfaisant.

Mauvais état structural

Les structures anguleuses fines résultant d’untravail du sol trop intensif et inadéquat nesont pas favorables et elles réduisent la fertilitédu sol. Elles favorisent la battance, la forma-tion de croûtes, l’érosion et le colmatage. Ellessont dépourvues d’enveloppes humiques.

Les assemblages avec fragments an-guleux prédominants

Ces assemblages de taille et de forme forte-ment variables ne présentent quasiment aucu-ne biocavité. Les cavités sont mal réparties.Ce mauvais état structural est caractérisé parl’absence des enveloppes humiques et l’appa-rence des fragments (collages).

Les structures compactes en blocs

Fig. 32 : Les blocs résultent souvent de l’émiette-ment par les machines d’un sol trop mouillé.

Les blocs sont durcis et compacts et, en raisonde l’absence de pores, dépourvus d’activitébiologique à l’intérieur. Les efforts nécessairesau travail du sol augmentent parallèlementavec la dégradation de la structure du sol.

Les structures spéciales

Pour plus de détails :

Consulter :Le sol, R. Flückiger et al. Centrale des moyensd’enseignement agricole, Zollikofen, 1994.

Elles sont souvent le signe d’erreurs d’exploi-tation, principalement d’un affinement méca-nique (émiettage, tamisage) trop prononcé.Elles favorisent la battance, le croûtage, l’éro-sion et le colmatage. Les particules fines n’ontpas d’enveloppe humique.

5. La structure du sol

Page 62: Construire en préservant les sols

60

Chap. 6

6. Les pores du sol et la porosité

6. Les pores du solet la porositéLes espaces vides entre les particules solides dusol sont au moins aussi importants que sesparticules. On parle donc de système poral dusol et on mesure la porosité d’un sol expriméeen pourcentage du volume total.

En fonction de la nature du sol, le volume oc-cupé par les composants solides croit avecl’augmentation de la grosseur des particules.En revanche le volume poral total décroît.

Fig. 33 : Lame mince d’un grumeau en lumièreincidente sous microscope. Les espaces poraux ap-paraissent en blanc.

Dans la couche non travaillée du sol, c.-à-d.au-dessous de 25-30 cm, la porosité totale,le volume des pores varie entre 35% (dans lessols minéraux pauvres en humus et tassés),et plus de 80% du volume du sol (tourbe). Unsol sain devrait avoir un volume poral de 50%.Des atteintes résultant de l’exploitation du sol(semelle de labour, compactages par des ma-chines de récolte) ou suite à des interventionsde génie civil peuvent exercer une influenceconsidérable sur le volume et la répartition despores.

6.1 Masse volumiqueapparente et densitéréelle

On obtient la masse volumique apparented’un sol (�A) en prélevant dans le sol, avec uncylindre dont le volume est connu, un échan-tillon intact, en le séchant au four à 105°C eten le pesant [cf. chapitre 8]. La masse volumi-que apparente, dénommée également en pé-dologie «densité apparente» et autrefois cou-ramment utilisée, dépend de l’espace porald’un sol à l’état humide (volume poral). En rè-gle générale, elle s’accroît avec la profondeur.

La densité réelle (Dr) est le rapport entre lamasse volumique sèche des constituants soli-des du sol et la masse volumique d’un volumed’eau égal au volume des constituants solidesséchés du sol considéré. La densité réelle dé-pend donc de la granulométrie de la fractionminérale, ainsi que de la teneur en humus dusol.

La masse volumique s’exprime en g/cm3 ouMg/m3 de sol et la densité est un nombresans dimension; elles se situent dans les limi-tes suivantes :

Masse volumique apparente �A/Densitéapparente :Sols minéraux 1.10 - 1.80 Mg/m3

Valeurs courantes 1.30 - 1.50 Mg/m3

Sols tourbeux entière- env. 0.15 Mg/m3

ment organiques

Masse volumique réelle/Densité réelle :Sols minéraux 2.60 - 2.75 Mg/m3

Sols moyennement à 2.40 - 2.65 Mg/m3

faiblement humiquesQuartz 2.65 Mg/m3

Substance organique env. 1.40 Mg/m3

humifiéeMatière organique non < 1.50 Mg/m3

décomposée (sols tourbeux)

Volume des composants :Sable ≥ Limon ≥ Silt ≥ Argile

Volume poral total :Argile ≥ Silt ≥ Limon ≥ Sable

Page 63: Construire en préservant les sols

61

Chap. 6

6. Les pores du sol et la porosité

6.2 Espace poral: lespores et leur répartitiondans le sol

Fig. 34 : Le schéma représente la répartition despores par classe de grandeur à différentes profon-deurs pour un sol limoneux humique, labouré,et leurs parts au volume du sol. Le volume des po-res grossiers (>50 µm) correspond au volume dis-ponible pour l’air (dans la couche labourée 0 à20 cm, ce volume est plus élevé). La somme despores moyens-grossiers et fins correspond à lacapacité au champ utile, c.-à-d. à la quantité d’eaudisponible pour les plantes, soit à l’eau s’infiltrantlentement et à l’eau stockée.

Fig. 35 : Les galeries des vers de terre représententdes cheminements préférentiels pour les racines.Une partie importante de ces pores précieuses sontcependant détruites par le passage de machineslourdes sur un sol trop humide.

La formation de nouveaux pores se concentredans la couche superficielle, biologiquementactive, c.-à-d. dans la couche du sol habitéepar les organismes et colonisée par les racines.Cette couche présente donc une bonne capa-cité de régénération, contrairement au sous-solqui est biologiquement moins actif.

La reconstitution du réseau de pores est assu-rée dans les sols biologiquement actifs et semet en place immédiatement après le travaildu sol (p. ex. labour) avec le processus du raf-fermissement. L’activité de la faune du sol estun facteur central de la création des pores. Cesont surtout les vers de terre qui créent des po-res grossiers qui sont utilisés préférentielle-ment par les racines. Dans les sols argileux, ilsse forment grâce à l’assèchement qui provoquela formation des fentes de retrait.

Chaque sol, en fonction de son type (pédo-genèse), de sa texture (nature du sol) et de sastructure, est caractérisé par un espace poralet une répartition des pores en classes de po-rosité.

0 cm

100 cm

0% 100%Volume

Profon-deur

Substance minérale

Matière organique

Pores fins < 0,2 �m = Eau liée (pas disponible pour

les plantes)Pores moyens-fins0,2 - 10 �m = Eau difficilement disponible pour

les plantes (Capacité au champ utile)Pores moyens-grossiers10 - 50 �m = Eau disponible pour les plantes

(Capacité au champ utile)Pores grossiersØ > 50 �m = Capacité d’aeration

Page 64: Construire en préservant les sols

62

Chap. 6

6. Les pores du sol et la porosité

Pour assurer une bonne perméabilité et l’aéra-tion d’un sol, il est nécessaire qu’une certainecontinuité de l’espace poral (connectivité)existe, et ceci jusque dans les couches profon-des du sol. Les sols biologiquement actifs enprofondeur sont souvent très fertiles.

La taille des pores encore colonisables par lesracines s’étend jusqu’au bas du domaine despores grossiers fins. Les pores moyens grossierspeuvent être encore explorés par les mycèles,des mycorhizes ou des actinomycètes parexemple, mais plus par le système racinairedes plantes vasculaires.

Fig. 36 : Flexion horizontale des racines suite àun compactage dû au labour d’un sol trop humide.Les semelles de labour peuvent empêcher totale-ment la progression des racines. Elles sont souventsi compactées que leur régénération naturelleprend plus d’une année.

Fig. 37 : Les traces de passage sur le sol sontcertes inesthétiques, mais de loin pas aussi gravesque des compactages du sous-sol.

Le compactage concerne en premier lieu le ré-seau des pores grossiers. Les couches du sous-sol étant plus compactes et par conséquentprésentant moins de pores grossiers à compri-mer, le sous-sol paraît plus portant, parce queles machines lourdes y laissent moins detraces. Dans le génie civil, la pratique du déca-page a une tradition aussi longue que celledu labour des champs pour l’agriculture. Lescompactages en sous-sol ne se régénèrentpratiquement pas. La portance d’un sous-solest réduite, ceci d’autant plus si l’humidité dusol est élevée; il est alors fortement menacé decompactage.

Page 65: Construire en préservant les sols

63

Chap. 6

6. Les pores du sol et la porosité

6.3 Régimes de l’eauet de l’air: la taille despores

Pores grossiers

Les pores naturels d’un sol sont en règle géné-rale classés selon leur taille en trois classesprincipales: les pores grossiers, moyens et fins.La porosité totale et les parts de chaque classede taille au volume total des pores varienten fonction de la nature et de la structure dusol, de la pierrosité, de l’activité biologique,de la masse volumique et de la végétation enplace.

Ce système de pores est modifié par le travaildu sol, le décapage et la manutention desmatériaux terreux. Les galeries verticales conti-nues formées par les vers de terre, par exem-ple, ainsi que les fentes de retrait, sont dé-truites; d’autres, en particulier si le sol est trèshumide, sont écrasées. A court terme, il seforme une structure appelée secondaire, avecune grande part de cavités artificielles, quis’effondrent de nouveau en grande partie enraison du phénomène de raffermissementnaturel qui suit, en particulier dans les sols sa-bleux et silteux, pauvres en argile. Ces cavitésne sont pas des pores dans le sens décrit ci-dessous.

Grâce à la taille des pores grossiers (>50 µm),l’eau peut s’infiltrer dans le sol. L’eau excéden-taire est évacuée gravitairement (force desuccion <0,1 bar) des couches supérieures dusol par le réseau des pores grossiers pour re-joindre ainsi la nappe phréatique. Par les poresgrossiers, l’eau peut s’infiltrer rapidement etentraîne de l’air dans le sol. Les pores grossiersont une fonction d’aération identique auxpoumons.

Ce sont surtout les pores grossiers créés natu-rellement (galeries des vers de terre, canauxdes racines, fentes de retrait), qui pénètrent ver-ticalement très profondément, qui sont àl’origine de la fertilité naturelle élevée des solsprofonds.

Tant que l’eau se déplace par gravité, elle setrouve dans le domaine des pores grossiers. Lesports grossiers fins freinent l’écoulement del’eau gravitaire.

Pores moyens

Les pores moyens, Ø 0,2 - 50 µm, retiennentl’eau en s’opposant à son infiltration par gra-vitation dans le sol. Le volume des poresmoyens forme ce qu’on appelle la capacité auchamp (utile) d’un sol, le réservoir d’eau desplantes.

La proportion de pores moyens d’un sol estdéterminée d’une part par la nature du sol(granulométrie). D’autre part, ces pores sontcréés et renouvelés par l’activité de la faune etmicrofaune, ainsi que des radicelles des plan-tes.

La compaction du sol peut augmenter la pro-portion des pores moyens au détriment despores grossiers. C’est pourquoi les sols com-pactés se ressuyent en règle générale beaucoupplus lentement.

Les sols sableux forment une exception. Dansce cas, la taille des espaces intermédiaires estdéterminée par la taille des particules du sol(granulométrie). Les sols de sables grossiers nepeuvent par conséquent pas devenir imper-méables suite à un compactage. Etant donnéqu’ils ne contiennent que peu ou pas du toutde pores moyens, ils ne peuvent retenir l’eauet forment un type de sol séchard et peu fertilepour les plantes.

Dans les pores moyens, l’eau est retenue com-me dans une éponge, avec une force de suc-cion entre 0,1-15 bars; ces pores servent deréservoir à eau pour les plantes. L’eau est alorsfacilement disponible avec une force de suc-cion de 0,1-1,0 bar. A partir de 1-15 bars, sadisponibilité est faible et elle est appelée eaud’absorption ou eau capillaire.

Page 66: Construire en préservant les sols

64

Chap. 6Particules du sol avec pores moyens et fins

Pores grossiers remplis d’air

Pores remplis d’eau

Zone

aér

éeEa

u ca

pilla

ireEa

u lib

re

Niveau

Nap

peFr

ange

Mén

isqu

es d

’eau

6. Les pores du sol et la porosité

Pores fins

Dans les pores fins, Ø < 0,2 µm, se trouventd’une part l’eau hygroscopique, c.-à-d. l’eau enéquilibre avec la pression atmosphérique del’air ambiant, et d’autre part l’eau liée chimi-quement ou de manière cristalline, qui peutêtre extraite du sol uniquement au four àdes températures supérieures au point d’ébulli-tion. Ces eaux résiduelles inutilisables sontfixées trop fortement pour être disponiblepour les racines des plantes cultivées (force desuccion supérieure à 15 bars).

Pour plus de détails :

Consulter :Physique du sol, Musy et Soutter, PPUR, 1991

Fig. 38 : Représentationschématique des formesde l’eau stockée dans lesol.

Dans la zone du solsaturée par une nappephréatique, quasimenttous les pores du solsont remplis d’eau (eaudu sol sans tension).

Dans la frange capillai-re, l’eau remonte au-dessus du niveau de lanappe phréatique dansle sol, grâce à la forcecapillaire (eau capillairesous tension).

Dans la zone supérieure aérée du sol, l’eau estmaintenue dans les espaces vides entre les particu-les les plus fines, grâce à sa propre tension super-ficielle (ménisques).

Page 67: Construire en préservant les sols

65

Chap. 7

A

B

C

7. La portance du sol

7. La portancedu sol

La portance d’un sol dépend fortement de sonétat d’humidité. Plus un sol est humide, moinsgrande est sa capacité de charge maximalemécanique. Plus les particules d’un sol sont fi-nes, plus ce sol se prête à une déformationplastique. Une perte notable en pores grossiersest liée à cette déformation. Plus le sol estcompacté profondément, moins cette atteinteà la structure peut se régénérer.

Etant donné que la proportion de pores dansle volume du sol varie fortement selon la natu-re du sol, la mesure de la masse volumétriqued’eau n’est pas un instrument valable pourjuger de la portance d’un sol. Il vaut beaucoupmieux observer l’état de ressuyage d’un solavant de pratiquer une intervention planifiéeou d’y passer avec des machines.

7.1 Conductivitéou perméabilité du solLa rapidité avec laquelle un sol se draine dé-pend en premier lieu du volume des poresgrossiers et de leur distribution. Les sols situéssur un matériau sous-jacent très perméable(p. ex. du gravier) sont par leur nature déjàtrès perméables, et sont également classés entant que sols lessivés verticalement [cf. aussichapitre 3 «Type de sol»].

La perméabilité (K), également nommée con-ductivité, est la plus élevée lorsque le sol estsaturé d’eau. C’est pourquoi le processusde drainage se ralentit à mesure que le sol seressuie. La perméabilité (K) ne dépend pas seu-lement de la proportion de pores grossiers,mais également de leur continuité jusque dansles couches profondes du sol. Ces pores d’aé-ration et d’infiltration sont certes toujoursreformés par les vers, les racines et les fentesde retrait, mais ils sont détruits ou du moinsinterrompus par le compactage du sous-sol,par lissage, en particulier lors d’un labour dansun sol trop mouillé.

Le comportement auressuyage d’un sol

Pour juger de la portance d’un sol, on doittenir compte de son comportement au res-suyage.

Fig. 39 : Différence de comportement au ressuya-ge entre un sol perméable (à gauche) et un sol en-gorgé (à droite).

A Après une période de sécheresse : la couche su-perficielle du sol est ressuyée dans les deux cas.Le sous-sol (à droite) est engorgé par l’ac-cumulation de l’eau dans sa partie inférieure.

B Après une période de pluie : la couche superfi-cielle du sol est saturée dans les deux cas. Agauche, le sous-sol se met à recevoir de l’eau parle haut, tandis qu’à droite, il est déjà complè-ment saturé. A gauche, l’eau excédentaire pénè-tre par les pores grossiers dans le sous-sol, tan-dis qu’à droite le niveau de la nappe s’élève.

C Le soleil reparaît : l’eau s’évapore. A gauche com-me à droite, la couche superficielle du sol paraîtressuyée. Dans le cas d’un sol perméable (à gau-che), l’eau continue de s’écouler dans les pro-fondeurs, de sorte que le sous-sol commence à seressuyer. A droite, le sol reste humide, car il estengorgé.

Page 68: Construire en préservant les sols

66

Chap. 7

10 Cb

60 Cb

1500 Cb

Pores grossiersØ > 50 �m

Pores moyens-grossiersØ 10 - 50 �m

Pores moyens-finsØ 0.2 - 50 �m

Pores finsØ < 0.2 �m

pF 1 pF 1.8 pF 2.5 pF 4.2

Eau à écoulementgravitaire rapide

Eau facilementdisponible àécoulement lent

Eau difficilementdisponible

Eau liée indisponible

7. La portance du sol

7.2 Mesure de la forcede succion (�) dans lesol

Le degré de ressuyage peut être mesuré avecce qu’on appelle la force de succion. L’appareilde mesure le plus répandu est le tensiomètre,qui est aussi utilisé p. ex. pour le pilotage auto-matique de systèmes d’irrigation et d’installa-tions d’arrosage.

Il n’y a pas de tensiondans un sol en état desaturation hydrique(comme c’est le caspar exemple dansla nappe phréatique).Dès que l’eau s’écouleen profondeur, s’éva-pore ou est utiliséepar les plantes, en ré-sumé que des cavitésdu sol (pores) se sontvidées de leur eau,il se forme un phéno-mène physique ditforce de succion (pres-sion inférieure à lapression atmosphéri-que).

Cette force de succion(�) est souvent mesurée de manière unitaireà une profondeur de 35 cm pour la détermina-tion de la portance. [Des détails pratiques surla mise en service du tensiomètre se trouvent dansle chapitre 8, ainsi que sous (5) et (6)].

Unité de mesure

La tension est indiquée en cm de colonned’eau (cm H2O), en valeur pF (= log. cm H2O),en Pascal ou en bar.

1Cb (Centibar) =10-2 bar = 1 kPA = 10 hPa = 10 cm H2O = pF 1

Fig. 40 : La zone ombréeindique que les poressont remplis d’eau. Lazone ressuyée comprendle domaine allant de

pF 1,0 (saturée) à pF 4,2 (point de flétrissementpermanent), elle figure en gris clair et son étenduevarie avec le diamètre des pores. L’eau de la zonesituée <6 cbar est appelée eau gravitaire. Entre6 et 60 cbar, l’eau est facilement disponible pourles plantes. De 60 cbar à 1500 cbar environ(= point de flétrissement permanent), l’eau retenueest difficilement disponible pour les plantes.

Page 69: Construire en préservant les sols

67

Chap. 7

Poids: 2 tPneus: 40 cmde largeurPression:1 bar

Poids: 4 tPneus: 80 cm

de largeurPression:

1 bar

7. La portance du sol

7.3 Relation entre lepoids, la surface de por-tance et la transmissionde la pression [6]La pression sur la surface de portance (pres-sion au sol) d’un véhicule à chenilles se calcu-le à partir de son poids total divisé par la surfa-ce de contact. Dans des cas particuliers (p.ex.surfaces irrégulières du sol), on peut mesurerdes pressions à la surface de contact sous leschenilles qui peuvent s’élever à 1,5 fois cellesqui ont été estimées.

Pour un véhicule à pneus, l’approximationsuivante pour 2 bars de pression intérieure despneus est applicable:

Charge des roues (kg) x 100Pression à la surface de contact (kPa) =

Diamètre des jantes (cm) x largeur des pneus (cm)

Pour des pneus radiaux, la surface de contactpeut être estimée avec la formule suivante:

Fig. 41 : Le modèle simplifié des rouleaux montrela transmission de la pression des roues dans laprofondeur du sol. Les particules du sol affectéesd’une unité de poids sont indiquées en gris demanière à démontrer la propagation de la pressionen profondeur. Malgré une pression au sol iden-tique, la propagation de la pression atteint à droiteune plus grande profondeur en raison d’une charge(poids total) plus élevée.

7.4 Force de succion(�) et intervention desmachines [5, 6]

Surface de contact (cm2) =diamètre des pneus (cm) x largeur des pneus (cm)

x 0,27

Règle applicable pour tous les types de vé-hicules : la pression au sol (= poids total/sur-face de contact) est supportable pour le sollorsqu’elle se trouve au-dessous de 50 kPa =0,5 bar.

Au-dessous d’une force de succion de 10 cbar(= pF 1), on ne peut plus circuler sur le sol. Apartir d’un pF de 2,5, on peut circuler sur lesol avec des machines de chantier équipées dechenilles, légères à moyennement lourdes. Desmachines particulièrement lourdes peuventêtre mises en service sans mesures de protec-tion particulières uniquement à partir d’un pFde 2,8.

La limite exacte de mise en service, c.-à-d.la force de succion admissible à partir de la-quelle on peut circuler sur un sol, peutêtre calculée pour un véhicule à chenilles dela manière suivante :

Limite d’utilisation (Cb) =Poids total (t) x Pression au sol

(bar) x 1,25

Page 70: Construire en préservant les sols

68

Chap. 7

100

10

1

0.1

0.01

100

1 3010

Exemple: Poids total 30 TonnesPression au sol 0.4 barLimite d’utilisation 15 centibars

Poids total (t)

Pres

sion

au

sol (

bar)

Limite d’utilisation (Cb)

Nomogramme: Limites d’utilisation des machines de chantier

0.4080 centibars

40 centibars

20 centibars

10 centibars

60 centibars

30 centibars

15 centibars

Limite d’utilisation [Cb] = Poids total [t] x Surface de contact [bar] x 1.25

7. La portance du sol

Charge des roues >3.5 t dommageableau sol

Charge des roues 2.5 - 3.5 t critique pourle sol

Charge des roues <2.5 t ménage le sol,à condition que laforce de succion>25 cbar et lapression à la sur-face de contact< 0,5 bar.

Fig. 42 : On peut lire la force de succion minimumdirectement sur ce nomogramme.Exemple : une machine d’un poids total de 30 tet d’une pression au sol de 0,4 bar peut être miseen service sans mesure particulière de protection àpartir d’une force de succion de 15 cbar.

Une mise en service de véhicules à pneuslégers qui ménage le sol n’est garantie qu’àpartir d’une force de succion >25 cbar.

Pour les véhicules à pneus, on peut évaluerle risque des atteintes portées aux sols en te-nant compte de la charge de la roue:

Page 71: Construire en préservant les sols

69

Chap. 8

Tige graduée avec flotteur

externe

Niveau d’eau

Zone centrale externe

Au champ :

8. Les méthodes d’analyse

8. Les méthodesd’analyse

Ce chapitre décrit quelques méthodes de ter-rain relativement faciles à appliquer. La plu-part d’entreelles ont fait leurs preuves depuislongtemps. Dans la pratique, elles sont sou-vent décriées au lieu d’être utilisées correcte-ment. Comme le sol est tout autre qu’homo-gène et que dans l’espace le plus restreinton trouve les compositions et les consistancesles plus diverses, on doit procéder à plusieursmesures, resp. prélever plusieurs échantillonspar site et/ou par horizon pédologique pourobtenir des valeurs fiables.

Ce chapitre offre en premier lieu une vue d’en-semble. Il ne prétend en aucun cas être ex-haustif. L’application des méthodes est l’affairedes spécialistes du sol et d’un laboratoire dusol reconnu. Les méthodes sont normées et dé-crites en détail dans des manuels de référence[5, 6, 11, 12, 13, 14].

Outre les instruments de contrôle classiques,nous présentons et décrivons brièvement aupoint 8.5 quelques expériences de terrain sim-ples et démonstratives. Ces méthodes se prê-tent surtout à des démonstrations lors d’exer-cices pratiques sur le terrain.

8.1 Mesure de lacapacité d’infiltrationLa capacité d’infiltration d’un sol donne desrenseignements importants sur sa qualité entant que support pour les végétaux. Elle esttrès fortement influencée par des atteintes mé-caniques, en particulier par le compactage.L’observation de la capacité d’infiltrationprend toute son importance lorsqu’il s’agitd’évaluer d’éventuels dégâts du sol avant (étatinitial) et après (contrôle ultérieur) des inter-ventions de génie civil. Elle sert à contrôler labonne facture de la remise en place des sols(remblais, remises en culture).

La mesure des taux d’infiltration, c.-à-d. de laquantité d’eau qui s’infiltre dans le sol pourune durée donnée prend beaucoup de temps.Comme les taux constants ne sont obtenusqu’à saturation d’eau du sol, un essai d’infil-

tration sur le terrain prend au moins 4 heuresdans le cas où le sol est déjà pratiquementsaturé avant la mesure. Quelques infiltromè-tres sont décrits ci-après.

L’infiltromètre à doublecylindre

Le double cylindre est fiché verticalementdans le sol à une profondeur de 10 cm et rem-pli d’eau. On mesure un temps d’infiltrationconstant (après que le taux de saturation aitété atteint) pour un niveau d’eau défini dansl’anneau central, à l’aide d’une tige graduée,montée sur un flotteur. L’anneau externerempli d’eau est destiné à limiter la diffusionlatérale et permet de maintenir un flux verticalde l’eau du cylindre central, en particulierdans les sols peu homogènes.

Fig. 43 : Coupe d’un infiltromètre à double cylindre

L’infiltromètre LBL

Cet appareil facile d’emploi se prête particu-lièrement à la démonstration de l’hétéro-généité de la perméabilité au champ. Grâce audiamètre fortement réduit du tube de mesurepar rapport au tube enfoncé dans le sol, onpeut mettre en évidence la rapidité d’infiltra-tion également pour des taux d’infiltrationfaibles.

Page 72: Construire en préservant les sols

70

Chap. 8

Tube de plexiglasgradué

Pièce de réductionavec manchon de raccordement

Tuyau d’acier à bordinférieur aiguisé

8. Les méthodes d’analyse

Fig. 44 : Sché-ma d’un in-filtromètre LBLpour la dé-monstration auchamp

Lors de l’utilisation de cet appareil, il fautveiller aux points énumérés ci-dessous :

1. Le sol doit être préalablement saturé, soit lejour avant d’effectuer la mesure, ainsiqu’env. une heure avant de faire la mesureau champ.

2. Le tuyau d’acier doit être enfoncé verticale-ment, ce qui peut poser des problèmesdans un sol caillouteux. On couvre le tuyaud’une planchette solide en bois dur et onl’enfonce à au moins 5 cm de profondeurdans le sol, si possible en tapant avec unmaillet.

3. Colorer l’eau à l’aide de colorants alimen-taires pour améliorer la démonstration (visi-bilité dans le tube de verre).

On estime qu’une compaction est avérée lors-que la valeur médiane de 5 mesures pourune placette est inférieure à 10-6 m/s ~10-4 cm/s ~4 mm/h ~10 cm/jour [6, 13].

Le perméamètre de Guelph

Cet appareil est originaire du Canada etson utilisation pratique est peu répandue cheznous.

Fig. 45 : Contrôle de la perméabilité d’un rehaus-sement de terrain important à l’occasion d’unecampagne de terrain de l’IATE/EPFL (Al Carcale1994) près de Gordola (TI).

Un système à deux chambres permet de main-tenir constante la pression d’accumulationentre le réservoir d’eau et la zone de lecturedes résultats, laquelle montée sur un trépied,se trouve à une hauteur commode. Le tubed’infiltration est maintenu à une profondeurconstante. Toutefois celle-ci peut être modifiée.

Une tarière spéciale permet de forer la couchedu sol qu’on veut étudier. Des différencesde perméabilité dans le profil peuvent être ain-si mises en évidence. L’utilisation de cet ins-trument nécessite également un investisse-ment en temps élevé pour sa mise en place etpour les mesures. De plus ces instruments sontcoûteux à l’achat et fragiles.

La méthode de Porchet(sondage à la tarière)

En sol ressuyé, on creuse à la tarière un trou(p.ex. 8 cm de diamètre et 50 cm de profon-deur). Ce faisant, il faut éviter de lisser la paroiet le fond du trou. Le trou est rempli d’eau.Suite à cela, le niveau d’eau dans le trou est

Page 73: Construire en préservant les sols

71

Chap. 8

q = - k i

dHi = ——— dz

Classification selon la méthode Autre classification adaptéePYZYL-WD - FAL (11) selon proposition FaBo ZH (13)ksat ksat Classe de Etat Type de solm/s mm/h perméablité d’humidité

> 3.5 10-5 > 126 très extrêmement sol totalement Classe de perméabilité élevée,élevée perméable aéré perméabilité rapide

(10-4 à 10-5 m/s; 40 à 400 mm/h)3.5 10-5 126 très très sol totalementà à élevée perméable aéré1.2 10-5 431.2 10-5 43 élevée assez sol totalement Classe de perméabilité normale,à à perméable aéré perméabilité normale4.6 10-6 17 (10-5 à 10-6 m/s; 4 à 40 mm/h)4.6 10-6 17 normale perméable sol totalementà à aéré2.9 10-6 102.9 10-6 10 ralentie perméable sol totalementà à avec aéré1.2 10-6 4 retard1.2 10-6 4 entravée faiblement sol à Classe de perméabilité entravée,à à mouillé pseudogley perméabilité ralentie4.6 10-7 1.7 (10-6 à 10-7 m/s; 0.4 à 4 mm/h)4.6 10-7 1.7 faible mouillé pseudogleyà à1.2 10-7 0.4

< 1.2 10-7 <0.4 très très gley pâle Classe de perméabilité faible,faible mouillé perméabilité très faible

(< 10-7 m/s; < 0.4 mm/h)

8. Les méthodes d’analyse

mesuré à certains intervalles (p.ex. après 5, 10,15, 20, 25 et 30 minutes). A l’aide de la loide Darcy (1856) on peut calculer sur la base deces mesures faites au champ la conductivitéhydraulique (valeur K). Selon la loi de Darcy,la quantité d’eau écoulée q, également appeléevitesse de filtration, est proportionnelle augradient hydraulique i du potentiel hydrauli-que total :

Le signe négatif signifie que le flux hydrauli-que a lieu dans le sens contraire du gradient.Le facteur de proportionnalité K s’appelleconductibilité hydraulique, il est désigné parksat en cas de saturation. On calcule le gradientà partir de la modification du potentiel totalhydraulique H sur la distance prise en considé-ration dz :

Un sol est considéré comme étant compactélorsque la valeur médiane de cinq mesures ksatsont inférieures à 10-6 m/s ~10-4 cm/s ~4mm/h ~10 cm/ jour [6].

En laboratoire :

La mesure de la conductivitéhydraulique saturée (ksat)

On prélève au champ plusieurs échantillonsde sol non remaniés dans ce qu’on appelledes cylindres de prélèvement ( voir ci-après8.3). Les échantillons sont saturés au labora-toire. Ensuite, on détermine la quantité d’eauécoulée à l’aide de ce qu’on appelle un per-méamètre pendant une durée de mesure déter-minée, à partir de laquelle on peut déduire laconductibilité hydraulique saturée (ksat).

Cette conductibilité est évaluée selon lesclasses suivantes [11,13] :

Selon l’horizon le moinsperméable

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72

Chap. 8

Manomètre

Couvercle vissé

Colonne d‘eau

Bougie decéramique

Tube

Joint étanche

8. Les méthodes d’analyse

8.2 Mesure de la forcede succion

Le tensiomètre

Fig. 46 : Sché-ma d’untensiomètre àmanomètre

Les tensiomètres se trouvent sur le marchédans les exécutions les plus diverses. Mais leprincipe de fonctionnement est le même pourtous. Si le sol n’est pas saturé, la tension entrel’intérieur de la bougie en céramique et lesol qui l’entoure crée une dépression qui peutêtre lue sur un manomètre (force de succionen centibars). Les appareils équipés d’une co-lonne de mercure sont certes plus précis, maisreprésentent un risque potentiel pour l’envi-ronnement (bris de l’appareil) et sont plus dé-licats à installer.

La chute de pression peut être relevée égale-ment de manière très précise à l’aide d’instru-ments digitaux. On introduit une aiguilled’injection à travers la membrane de fermetu-re. La dépression se transmet par la canule àl’appareil de mesure. Après un certain nombrede piqûres, la coiffe de caoutchouc perdde son étanchéité et doit être remplacée. C’estpourquoi ce type d’instruments est surtoutadapté aux études scientifiques.

Contrairement à toutes les autres méthodes demesure sur le terrain tels que la résistance àla pénétration, la résistance au cisaillement etla teneur en eau, la force de succion permetindirectement une estimation fiable de la por-tance d’un sol.

Normes d’emploi

En Suisse, la mesure de la force de succion aété fixée à la profondeur de 35 cm [5, 6]. Oninstalle 5 tensiomètres en ligne par placettede mesure, à env. 50 cm les uns des autres. Ilest préférable de relever les valeurs tôt le ma-tin, simultanément sur les divers sites d’obser-vation. La valeur médiane du site est détermi-née chaque fois à partir des 5 mesures.

Installation des tensiomètres

Il est capital que la bougie du tensiomètre aitun bon contact avec le sol qui l’entoure et queni l’eau ni l’air ne puissent pénétrer le longdu tube. Pour le mettre en place, on fore aupréalable un trou ayant exactement le diamè-tre du tensiomètre à l’aide d’une tarière oud’un extracteur, en particulier dans les solspierreux. On utilisera un peu de terre fine ex-cavée et humectée pour faciliter l’insertion dutube et le contact de la bougie avec le sol.Le sol est ensuite pressé à la main en surfaceautour du tube pour prévenir les infiltrations.

Page 75: Construire en préservant les sols

73

Chap. 8

8. Les méthodes d’analyse

Fig. 47 : Tensiomètres à manomètre de différenteslongueurs.

Sources d’erreur

Il est possible que dans la zone de la bougie ilse forme une accumulation locale d’eauou que l’air pénètre par une fente de retrait ouentre des cailloux. Dans les deux cas, la valeurrelevée sur cet appareil serait fort différentede celles des autres appareils. Dans ce cas, l’ap-pareil incriminé doit être réinstallé. Le geldans le sol cause généralement des dégâts aumanomètre. C’est pourquoi il faut ajouterde l’antigel pour de courtes périodes de tran-sition.

Entretien correct

Outre la lecture quotidienne des valeurs, ondoit surveiller le niveau d’eau dans le tube.En particulier l’été, par force de succion éle-vée, il faut en général remettre de l’eau chaquejour. C’est de l’eau dégazée, c.-à-d. portée àébullition, qui convient le mieux. Pour amé-liorer le contrôle, on ajoute volontiers uncolorant très soluble et inoffensif, comme lafluorescéine.

A la fin de la période de mesure, les instru-ments sont soigneusement nettoyés et débar-rassés du mucus des algues et des bactériesqui se trouve à l’intérieur du tube et dans lazone du couvercle. Les bouchons de fermeturefendillés doivent être remplacés et les bougiesendommagées changées.

A l’aide d’un appareil de contrôle (pompe àvide équipée d’un manomètre), on vérifie soi-gneusement le fonctionnement du mano-mètre. Il est important que la réaction soit vive

(une réaction lente peut indiquer des dégâtsdus au gel), ainsi que le retour complet del’aiguille du manomètre sur zéro lorsque labougie est plongée dans l’eau.

Contrôles complémentairesau champ

En plus des tensiomètres installés à des pointsfixes, on peut aussi tester à n’importe quelendroit la force de succion à l’aide d’un appa-reil manuel à lecture rapide (Quick-Draw). Ilfaut utiliser ces mesures rapides non pas enremplacement, mais en complément du réseaude mesure fixe existant. L’utilisation duQuick-Draw exige un entretien minutieux (en-lever l’air tous les jours) et ne donne des ré-sultats fiables que s’il l’on respecte les inter-valles de temps prescrits par le fabricant. Nonutilisé, l’appareil doit être toujours conservédans un récipient de protection saturé d’eau.On recommande de n’utiliser que de l’eau dis-tillée ou déminéralisée, bien dégazée.

Page 76: Construire en préservant les sols

74

Chap. 8

Prise d’échantillonsverticale (prised’échantillons enescalier)

Prise d’échantillonshorizontale (prised’échantillons dans la paroi du profil)

Surface du sol

Anneau de support,équipé d’une gainede guidage et poignée servant àenfoncer le cylindre.

Gaine de guidage montée sur la plaque à poser sur le sol.

8. Les méthodes d’analyse

8.3 Mesure dela masse volumiqueapparente (�A)

L’échantillonnage avecun cylindre (échantillon non re-manié)

Pour obtenir la masse volumique apparentedu sol (également appelée en pédologie densi-té apparente f) au champ, différentes métho-des sont à disposition.

Le système le plus simple consiste à préleverde la terre avec un cylindre de volume connu(p. ex. 100/500/1000 ml), équipé d’une gainede direction, qui est enfoncé verticalementdans le sol avec un marteau et ensuite retirésoigneusement du sol avec son contenu, sanscolmater la surface de l’échantillon.

Fig. 48 : L’illustration représente un équipementd’échantillonnage de 100 ml.

Une fois le cylindre retiré, on ôte la terre quidépasse du cylindre en la tranchant avecun couteau, et on pèse le sol resté dans le cy-lindre. S’il faut déterminer seulement la densi-té et la teneur en eau, l’échantillon peut êtrep. ex. pris également horizontalement dansla paroi d’un profil. En revanche, il est impéra-tif de ne pas prendre l’échantillon horizonta-lement pour la mesure de la perméabilité, resp.de la répartition des pores [voir 8.1].

Fig. 49 : Représentation schématique de la prised’échantillons dans un profil creusé en escalier. Enpratique, il faut naturellement prendre plusieurséchantillons au niveau de chaque horizon. Lescompactages et les lissages éventuellement causéspar l’excavation mécanique du profil doivent êtreau préalable soigneusement éliminés.

Traitements ultérieurs enlaboratoire

L’échantillon non remanié peut être soumisà d’autres mesures en laboratoire (p. ex. volu-me poral total, répartition des pores, conducti-vité hydraulique saturée, etc). Dans ce cas,l’échantillon doit être conservé dans le cylin-dre (en règle générale, il s’agit de cylindres devolume plus petit et fermés hermétiquementpour que les échantillons ne sèchent pas).

Page 77: Construire en préservant les sols

75

Chap. 8

Mesure duvolumed’eau déplacé

Eauexcédentaire

Membrane

Pesée du solprélevé

Plaque de sol à ouverturecirculaire

Volume d’eauremplissantl’excavation

1

3

4

5

2

1 3 4 5 6 7

8. Les méthodes d’analyse

Détermination de �A

La masse volumique apparente se calcule àpartir du poids sec pour le volume du cylindreet est exprimée en règle générale en g/cm3.Pour la détermination du poids sec, l’échan-tillon est séché pendant plusieurs heures à105 oC au four.

Inconvénients

Cette méthode n’est utilisable que dans dessols à faible pierrosité ou dépourvus decailloux. Pour obtenir des résultats valables, ilfaut examiner un grand nombre d’échan-tillons (hétérogénéité du sol). C’est pourquoicette méthode demande passablement detemps et de matériel.

Le densitomètre à membrane

La densité apparente humide d’un sol peutêtre déterminée au champ avec la méthodedite du densitomètre à membrane. L’avantagede cette méthode réside dans le fait qu’elle li-vre immédiatement des résultats relativementprécis.

Densité apparente avec l’humidité auchamp = le rapport entre le poids de l’échan-tillon de terre extrait et le volume d’eau dé-placé dans l’appareil.

Fig. 50 : Illustration des étapes d’un prélèvementavec un densitomètre à membrane.

Page 78: Construire en préservant les sols

76

Chap. 8

8. Les méthodes d’analyse

Procédure

1. On fixe une plaque (plaque à ouverture cir-culaire) sur la surface à échantillonner, bienpréparée et égalisée.

2. On prélève un peu de terre par l’ouvertureronde.

3. L’échantillon de terre ainsi prélevé est dépo-sé sur un plateau de balance et pesé.

4. Le densitomètre à membrane rempli d’eauet fermé à sa base par une membraneen caoutchouc est installé sur la plaque àouverture circulaire.

5. L’eau est chassée du cylindre à l’aide de lapompe. Lorsque la pression prescrite estatteinte, on relève le volume d’eau déplacé.

On exécute souvent encore au champ, enmême temps que la prise et la pesée du maté-riel d’extraction, le tamisage grossier (Ø >2mm) pour déterminer la fraction des pierres etdu gravier, de sorte qu’on n’apporte au labo-ratoire que la fraction de terre fine pour desexamens complémentaires (granulométrie, pa-ramètres chimiques).

Le poids de l’échantillon peut également êtredéterminé au laboratoire, c’est pour cela queles échantillons sont soigneusement emballés.

La reproductibilité des conditions d’échan-tillonnage est assurée à l’aide du manomètremonté dans l’appareil. La méthode est relati-vement simple à maîtriser. La limite de sonemploi se trouve dans les horizons très minces(épaisseur inférieure à 5 cm).

Inconvénient de la méthode

Prend passablement de temps (env. 1 jour/profil).

8.4 Mesure de larésistance àla pénétrationLa résistance à la pénétration d’un sol peutse mesurer de différentes manières. Il existe ungrand choix d’appareils à lecture directecomme à enregistrement graphique, ou digi-tal, des valeurs.

Le systèmestatique (pénétromètreà dynamomètre)

On enfonce dans le sol, en s’efforçant demaintenir une pression constante, la tige demesure, à l’extrémité de laquelle est vissée unepointe avec un angle d’incidence et une sec-tion connue. Le dynamomètre met en mou-vement une roulette graduée sur laquelle lesvaleurs doivent être relevées. Des appareilsplus sophistiqués disposent d’un mécanismed’inscription, qui enregistre continuellementla résistance d’après la charge du dynamomè-tre, sur une bande de papier se déroulant aufur et à mesure.

Page 79: Construire en préservant les sols

77

Percuteur

Enclume

Mesuremétrique

Pointe

Nombre de coups

Profondeur

Chap. 8

8. Les méthodes d’analyse

Fig. 51 : Voici un exemple de deux bandes demesure (pénétrogrammes) directement enregistréesavec quelques mesures. A gauche : Champlabouré dans une région de loess, la zone de com-pactage due au travail du sol (15-25 cm de pro-fondeur) est clairement reconnaissable. A droite :pénétrogramme effectué dans une prairie naturelle.La résistance à la pénétration de la surface dusol est considérablement plus élevée. A partirde 15 cm, les pierres empêchent de continuer lesmesures.

Le système dynamique(sonde à percussion)

Ce test repose sur le principe connu et éprou-vé de longue date de la foreuse à percussion[12], la sonde étant simplement beaucoup pluspetite. Ce système réagit de manière moinssensible aux pierres et à la sécheresse.

Fig. 52 : Le schéma présente une sonde à percus-sion simple. La représentation de la résistance à lapénétration se fait sous la forme d’histogrammes.

On remonte le percuteur le long d’une tigede métal jusqu’au butoir et on le laisse retom-ber sur l’enclume. Le nombre de coups né-cessaires pour une unité de pénétration définie(p. ex. 2 cm) est enregistré. La représentationgraphique s’appelle un histogramme. Commel’énergie dépensée à chaque coup (poids dupercuteur x hauteur de chute) et le poids de lapartie immobile de l’appareil sont connus, lerésultat peut être également transformé etindiqué en unités tirées de la mécanique dessols comme le STP (Standart Penetration Test)[12]. Des appareils à percuteur fixe existentégalement.

La sonde dite PANDA [14] représente encoreun autre système. Il s’agit d’un appareil de me-sure au champ portable (fig. 53).

Page 80: Construire en préservant les sols

78

Marteau

Tige

Glissières

Pointe de la sonde Sol

Ordinateur

Câble

Rubandemesure

Unité supérieure pour la mesure de la vitesse de frappe

Unité inférieure pour la mesure de la profondeur de pénétration

Chap. 8

8. Les méthodes d’analyse

Fig. 53 : Représentation schématique de la sondePANDA et de ses composants [14].

Le principe de base repose sur une tige de son-dage enfoncée dans le sol à coups de percu-teur. On obtient la résistance à la pénétrationen déterminant la vitesse de frappe. Dansl’unité supérieure du système, la durée de par-cours d’un aimant se déplaçant entre deuxsenseurs entre chaque coup de percuteur estmesurée. L’indication de la profondeur de pé-nétration est mesurée dans l’unité inférieuredu système, ce qui permet de calculer la résis-tance à la pénétration pour chaque coup depercuteur, la section du cône et la masse dupercuteur, de la tige et du cône étant connues,grâce à une formule programmée dans la mé-moire active incorporée. Ces valeurs sont éga-lement automatiquement enregistrées et mé-morisées.

On procède à dix mesures par site, à des inter-valles de 10 cm, jusqu’à une profondeur de 0,5m. Les mesures se font dans un sol ressuyé, àdes forces de succion d’au moins 15 à 55 centi-bars au maximum. Le taux d’humidité du solau moment des mesures est déterminé avec untensiomètre (cf. 8.2).

Le degré de compaction jusqu’à une profon-deur de 0,5 m est évalué à l’aide de la courbede la valeur médiane ou de la valeur moyennedes résistances à la pénétration obtenues, ex-primées en mégapascals (MPa) [6].

Résistance à Degré de compaction,la pénétration : densité :< 2 MPa non compacté, densité

normale2.0 - 3.5 MPa compacté, densité élevée>3.5 MPa fortement compacté,

densité très élevée

Lorsque la courbe dépasse à une certaineprofondeur ou sur une certaine zone de pro-fondeur les valeurs limites de 2,0, resp.3,5 Mpa, le sol est considéré comme étantcompacté, resp. fortement compacté.

8.5 Démonstrationsau champOutre les méthodes de terrain décrites ci-des-sus, qui traitent principalement de la physiquedes sols, il existe toute une série d’expériencesqui sont particulièrement adaptées à la dé-monstration au champ.

Influence de la pressiondes pneus

On fait passer un tracteur sur un champ quivient d’être labouré. Une des roues de arrièreest normalement gonflée, la pression de l’autreest réduite d’env. 1/3. Puis on enfonce dansle sol perpendiculairement à la trace du trac-teur une plaque de tôle et on décalque la formede la trace sur la tôle en sprayant. La diffé-rence de forme et de profondeur des deux tra-ces est généralement considérable. Du côtéde la roue gonflée, c’est le sol qui cède; en re-

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Chap. 8

8. Les méthodes d’analyse

vanche le pneu dégonflé est «plus tendreque le sol», il s’étale et répartit le même poidssur une surface beaucoup plus grande.

Semelle de labouret perméabilité

Asphyxie

La mécanisation toujours plus poussée a desconséquences visibles sur bien des sols. Onrencontre souvent ce qu’on appelle des semel-les de labour dans les sols lourds labouréschaque année. On installe des cylindres d’in-filtromètres (de préférence du modèle LBL,cf. 8.1) à la surface du sol et au fond du sillonen les remplissant d’eau. Dans la mesure où lestubes sont installés correctement et qu’uneimportante galerie de vers de terre ou une fen-te de retrait ne fausse pas l’expérience, onpeut souvent observer un temps d’infiltrationbeaucoup plus long au niveau de la semelle delabour.

Suite au compactage, et particulièrement dansles sols engorgés, on peut observer une as-phyxie due au manque d’oxygène. En creu-sant, ou même en prenant des échantillons àla tarière, on est frappé par la couleur griseet l’odeur souvent pénétrante de boue d’épu-ration de ces couches réduites. Cette odeurprovient du développement du méthane lorsde la putréfaction de la substance organiquedans le sol. C’est pourquoi il vaut la peinede contrôler régulièrement les dépôts de ma-tériaux terreux riches en humus, en particuliers’ils sont trop humides ou entassés sur unetrop grande hauteur.

Stabilité

On confond souvent stabilité avec résistance.C’est ainsi par exemple que les passages sontbeaucoup moins marqués lorsqu’on circule surle sous-sol. Alors que la vie du sous-sol estmoins développée, ce dernier est donc moinsstable. Le test de désintégration dans unverre d’eau en est une démonstration specta-culaire. On sèche deux jours environ à tempé-rature ambiante quelques blocs de sous-sol et

des mottes de la couche supérieure du sol ap-proximativement de la même dimension.Les blocs de sous-sol sont en général plus durset plus difficiles à briser. On dépose simultané-ment une motte de chaque couche dans unverre rempli d’eau. Le sous-sol se désagrègegénéralement en peu de temps, tandis que lesol supérieur reste en bloc. Le comportement àla désagrégation varie selon le type de sol, lesteneurs en humus et en argile. La stabilité desturricules est particulièrement frappante.

Test du piétinement

Pendant les périodes favorables, la présencedes espèces actives en profondeur peut être ob-servée dans une parcelle agricole de la manièresuivante :

Sur une surface de sol auparavant nettoyée etentourée d’un carton, on aligne des brinsde paille humides ou de fines branches vertesprovenant de feuillus (de la taille d’une al-lumette). L’ensemble est saupoudré d’une finecouche de craie moulue. Au matin, les brin-dilles que le ver a eu de la peine à faire entrerdans les galeries sont déplacées de manièrevisible. Le test des brindilles est, comme toutesles expériences décrites ci-dessus, peu scientifi-que, mais en revanche très démonstratif.

Lorsque le sol est saturé d’eau, une expérien-ce simple peut servir à démontrer la présencede ces animaux :

Pénétrer doucement et délicatement dansune prairie et sauter à pieds joints. En retom-bant sur le sol, on provoque une vibrationqui est perçue par les vers de terre dans un lar-ge rayon et qui les fait se retirer immédia-tement dans leurs galeries. Ce faisant, ils aspi-rent de l’eau et de l’air, ce qui provoque unbruit de succion crépitant tout à fait percep-tible.

Test des brindilles

Les vers de terre sont des organismes im por-tants du sol qui sont actifs particulièrementpendant les saisons humides et fraîches (auprintemps et en automne).

Les vers de terre

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81Littérature citée

Littérature citée1. FAL, Cartographie et estimations des sols

agricoles, les cahiers de la FAL, n° 24, 1997.

2. OFEFP, Evaluation et utilisation des ma-tériaux terreux, Instructions pratiques(remplacent l’information OSol n° 3 de 1993),2001.

3. VSS, SN 640 581a, Terrassement, sol –Bases, 1998.

4. VSS, SN 640 582, Terrassement, sol –Inventaire de l’état initial, tri des matériauxterreux manipulés, 1999.

5. OFEN, Directives pour la protection dessols lors de la création de conduites souterrai-nes de transport, 1997.

6. VSS, SN 640 583, Terrassement, sol –Emprises et terrassements, entreposage, me-sures de protection, remise en place et res-titution, 1999.

7. Ordonnance du 1er juillet 1998 sur les at-teintes portées aux sols (OSol), RS 814.12.

8. Loi du 7 octobre 1993 sur la protectionde l’environnement (LPE), révisée en juillet1997, RS 814.01.

9. OFEFP, Directive pour la valorisation, letraitement et le stockage des matériaux d’exca-vation et déblais, L’environnement pratique,1999.

10. OFEFP & FAL, Instructions pratiques pourl’échantillonnage et l’analyse des sols, en révi-sion, parution prévue en 2002.

11. FAL, IUL, FAW et RAC, Méthodes de réfé-rence des stations fédérales de recherchesagronomiques, Zurich - Reckenholz (mise àjour annuelle).

12. H. Otto, «Geotechnik für die Praxis»,4. erweiterte Auflage, Aarau, 1990.

13. Amt für Landschaft und Natur des KantonsZürich, «Interne Berichte zur Messung dergesättigten Wasserleitfähigkeit (ksat.)»,Fachstelle Bodenschutz, Zürich, 1998, 1999,2000.

14. Fachstelle Bodenschutz des Kantons Zürich,«Fachberichte zur Messung von Bodenverdich-tungen im Feld», Zürich, 1997, 1998, 1999.

15. Société suisse de pédologie SSP/BGS, Pro-tection des sols contres les atteintes physiques– stratégie pour la mise en œuvre de l’OSol,Document SSP n° 9, Dietikon, 1999.

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Source Fig. n°

• P. Schoch, Amt für Umweltschutz, Kanton Solothurn, 1991 02• R. Wenger, Land- und hauswirtschaftliche Schulen Ebenrain, Sissach 03• Honegger/Bodmer in U. Gisi, «Bodenökologie», Thieme Verlag, 1990 04• F. Scheffer/P. Schachtschabel, «Lehrbuch der Bodenkunde», Enke 05

Verlag, 1992• S.T. Williams, «Forum Mikrobiologie 6», 1983 06• J.C.G. Ottow, «Bild der Wissenschaft 3», 1985 07/08• G. Bruckner, «Lebensraum Boden», Frankh-Kosmos Verlag, 1988 11/12• R. Giovanoli, Laboratorium für Elektronenmikroskopie, Universität Bern 18/20/22• Th. Diez/H. Weigelt, Bayerische Landesanstalt für Bodenkultur und 21/24-32/36

Pflanzenbau• E. Frei, «Agrarpedologie», Geographisches Institut der Universität Bern, 1983 33• OFEN, Directives pour la protection des sols lors de la création de 42

conduites souterraines de transport, 1997.

Illustrations

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Le graphiste Hans-Peter Imhof a retravaillétoutes les illustrations, figures et tableaux de ceguide. A l’exception des illustrations men-tionnées ci-dessus, tous les documents ayantservi à leur réalisation ont été fournis par lesauteurs MM. C. Salm et S. Häusler, ou parl’OFEFP.

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AuteursStephan HäuslerAngewandte ErdwissenschaftenRodtmattstrasse 513014 Berne

Christoph SalmTerre AGPostweg 15704 Egliswil

Direction du projetJean-Pierre ClémentJürg ZihlerOFEFPSection Sol et biologie générale3003 Berne

AccompagnementNorbert LedergerberOFEFPSection Communication3003 Berne

Conception et graphismeHans-Peter ImhofGrafiker SGDElfenauweg 33006 Berne

TraductionKADIMA ingénieur conseil,Agronomie et environnement1580 Avenches