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Reçu : juin 2015 ; Accepté : mai 2016 étude et Gestion des Sols, Volume 23, 2016 - pages 173 à 192

Un facteur majeur de la pédogenèse après décarbonatation dans le cas de formations superficielles calcaires redistribuées au quaternaire : La nature des résidus non carbonatés

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D. Baize(1), F. van Oort(2) et H. Nédélec(3)

1) INRA, UR 0272 Science du Sol, F-45075 Orléans Cedex 22) INRA, UMR 1402 ECOSYS, F-78026 Versailles Cedex3) Chambre d’agriculture du Loiret, F- 45921 Orléans Cedex 9

* : Auteurcorrespondant :[email protected]

RésUméParmilesfacteursclédelapédogenèsesousclimatstempérés,ilenesttroisd'importancemajeurerelatifsauxformationssuperficiellescalcairesredistribuéesauQuaternaire :lateneur,lagranulométrieetlanatureminéralogiquedeleursrésidusnoncarbonatés.Lescaractéristiquesdecesrésidus,insolublesauxacideschlorhydriqueouacétique,peuventêtrefacilementétudiéesaulaboratoire.Lesformationscalcairesredistribuées(FCR)présententunaspectpoudreux,uneabsencedestructurepédologique,uneforteporosité,uneteintejaunâtreetuneteneurencalcairevariablemaistoujoursimportante.Ils'agitdedépôtsderedistributiondematériauxlocaux,d'épaisseursvariablessouventassezfaibles,rarementsignaléssurlescartesgéologiques,maisdontlacompositionestpourtantd'uneimportancecapitalepourexpliquerlespropriétésdessolsobservésaujourd'hui.SousdesclimatstempéréscommeceuxdunorddelaFrance,ladécarbonatationtotaledesFCRinitialementpeu,moyennementoufortementcarbonatéesconduitàl'accumulationrelativedesminérauxsilicatés(quartz,feldspath,glauconie,minérauxargileux).Lorsquelesrésidusainsilibérésontunegranulométrieàdominancegrossière,lessolsforméssontessentiellementsableuxetpeuventévoluerversdesluvisols.Lorsqu'aucontrairelesminérauxargileux(héritésounéoformés)dominent,lessolssontargileuxvoireargileuxlourds,etleurévolutionàlongtermeenestdéfinitivementaffectée :onobservealorssoitdesbrunisolsargileux,soitdesNéoluvisols,soitdesplanosols.Afind’illustrercettediversitédevoiesd’évolutiondessolsissusdeFCR,nousprésenteronsplusieursexemples,localisésdansdiffé-rentes régions de la moitié nord de la France.-LepremierestceluidelaChampagneJovinienneoùdifférentes"formationscalcairesredistribuées"auQuaternaireontdonnénais-sanceàunetrèsgrandevariétédesols.LaprésencedecesFCRn'estsouventdécelablequegrâceàdessondagesprofonds.-AproximitédePuiseaux(Loiret),onpeutobserverà850 mdedistance,unCalcisolargileuxouunLuvisolTypiquesableux,tousdeuxissusd'uneFCRd'aspectsemblable,laprincipalecausededifférenciationétantlagranulométriedurésiduinsoluble.

174 D. Baize, F. van Oort et H. Nédélec

Etude et Gestion des Sols, 23, 2016

-Danslapartiesud-estdelaGrandeBeauce,descartographiesàmoyenneéchellemenéesrécemmentontmisenévidencelaprésencetrèsfréquentedeFCRbiencaractéristiquesquoiqueprésentantdescompositionsvariables(tauxdecalcaire,abondancedesgraviers).-LesLuvisolsTypiquessableuxdelaplainedePierrelaye-Bessancourt(Vald’Oise).Bienquereposantsurdeuxniveauxdeplateauxdecalcairesdurs,lessolsdoiventleurspropriétésàleurvéritablematériauparental :uneFCRconstituéedematériauxlocauxremaniés.Danstoutescessituations,l'évolutionpédogénétiquepostérieureàladécarbonatationtotaleestentièrementdéterminéeparlagranu-lométrie et la minéralogie du résidu de décarbonatation du matériau calcaire initial.mots clésSols,décarbonatation,pédogenèse,formationssuperficielles.

Summary A MAJOR FACTOR OF PEDOGENESIS AFTER TOTAL CARBONATE DISSOLUTION : ThE NATURE OF SILICATE RESIDUES. The case of calcareous deposits redistributed during the quaternaryAmong the key soil forming factors in temperate climates, one factor related to calcareous surficial deposits redistributed during the Quaternary, is of major importance : the content, texture and mineralogy of their non-calcareous residue. However, as they resist on carbonate dissolution by hydrochloric or acetic acid, such residues can be easily examined in laboratory conditions.The redistributed calcareous deposits (FCR) show a powdery appearance, no aggregates, a large porosity, a yellowish colour and variable but sizeable calcium carbonate content. These are deposits resulting from redistributed and mixed local materials, exhibiting various thicknesses, rarely indicated on geological maps. However, their existence and composition are of major importance for explaining the properties of soils.Under temperate climate in northern France, the complete dissolution and removal of CaCO3 from the initially little, moderate or highly calcareous FCR often leads to a relative accumulation of silicate minerals (quartz, feldspar, glauconite, clay minerals).Following total carbonate removal, soil formation depends to a large extent on the grain size distribution of the residual mineral fraction. For instance, on predominantly coarse textured residues sandy soils are formed, developing to podzosols (if little or no clay), or to luvisols. By contrast, on residues with large contents of inherited or neoformed clay minerals, soils demonstrate a clayey or heavy-clay texture that lastingly controls further soil development, giving rise to clayey brunisols, Néoluvisols, or planosols.In this article, the variety of soil formation pathways in redistributed calcareous deposits is discussed and illustrated by a series of examples taken from different regions in northern France :- In the "Champagne Jovinienne" region (around Joigny, Yonne département),- close to Puiseaux (Loiret département),- In the south-eastern part of the "Grande Beauce" region (Pithiviers, Loiret),- In the Pierrelaye-Bessancourt area (Val d’Oise département),In all these examples, pedogenesis is strongly governed by the grain size distribution and the mineralogical composition of the residual fractions liberated by total carbonate dissolution in the parent material.Key-wordsSoils, calcium carbonate dissolution, pedogenesis, superficial deposits.

Un facteur majeur de pédogenèse dans le cas des FCR 175


reSumen un facTor fundamenTal de la pedogéneSiS deSpuéS de la deScarbonaTación en el caSo de formacioneS SuperficialeS calcáreaS rediSTribuidaS al cuaTernario la naturaleza de los residuos no carbonatadosEntre los factores clave de la pedogénesis bajo climas templados, tres son de importancia fundamental en relación con las formaciones superficiales calcáreas redistribuidas al Cuaternario : el contenido, la granulometría y la naturaleza mineralógica de sus residuos no carbonatados. Las características de estos residuos, insolubles al ácido clorhídrico o acético, pueden ser fácilmente estudiadas en el laboratorio. Las formaciones calcáreas redistribuidas (FCR) presentan un aspecto polvoriento, una ausencia de estructura pedológica, una elevada porosidad, un color amarillento y un contenido en calcáreo variable pero siempre importante. Estas son depósitos de redis-tribución de materiales locales, de espesores variables a menudo bastante bajos, raramente señalados sobre los mapas geológicos, pero cuya composición es sin embargo de una importancia capital para explicar las propiedades de los suelos observados actualmente.Bajo climas templados como los del Norte de Francia, la descarbonatación total de las FCR inicialmente poco, moderadamente o fuertemente carbonatadas lleva a la acumulación relativa de minerales silicatados (cuarzo, feldespatos, glauconita, minerales arcillosos).Cuando los residuos así liberados tienen una granulometría con dominancia gruesa, los suelos formados son esencialmente arenosos y pueden evolucionar hacia luvisols. Cuando al contario los minerales arcillosos (heredados o neoformados) predominan, los suelos son arcillosos incluso arcillosos pesados, y su evolución a largo plazo es definidamente afectada : se observa entonces sea brunisols, sea neoluvisols, sea planosols.A fin de ilustrar esta diversidad de vías de evolución de los suelos originados de FCR, presentamos varios ejemplos, localizados en diferentes regiones de la mitad norte de Francia.- El primero es el de la Champaña "Jovinienne" donde diferentes "formaciones calcáreas redistribuidas" al Cuaternario son la base de una muy grande variedad de suelos. La presencia de estas FCR es detectable a menudo únicamente gracias a sondeos profundos. - Cerca de Puiseaux (Loiret), se puede observar a 850 m de distancia, un Calcisol arcilloso o un Luvisol Típico arenoso, los dos derivados de una FCR de aspecto idéntico, la principal causa de diferenciación es la granulometría del residuo insoluble.- En la parte Sur-Este del Gran Beauce, cartografías a mediana escala realizadas recientemente pusieron en evidencia la presencia muy frecuente de FCR bien caracterizadas aunque presentando composiciones variables (contenido en calcáreos, abundancia de gravas).- Los Luvisols Tipicos arenosos de la llanura de Pierrelaye-Bessancourt (Val d’Oise). Aunque reposando sobre dos niveles de mesetas constituidas de rocas calcáreas duras, los suelos deben sus propiedades al verdadero material parental : una FCR constituida de materiales locales removidos.En todas estas situaciones, la evolución pedogenética posterior a la descarbonatación total es enteramente determinada por la granu-lometría y la mineralogía del residuo de descarbonatación del material calcáreo inicial.palabras claveSuelos, descarbonatación, pedogénesis, formaciones superficiales.



Sous nos climats tempérés, le matériau parental détermine defaçontrèsstrictelaplupartdespropriétésdufutursol.Pendantlongtemps,leclimatnilavégétationn’ypourront

rienchanger.Etcesousl’influence :- de sa granulométrie (cailloutis, argile lourde, sable, limon),-ducaractèreplusoumoinsaltérabledesminérauxprimairesinitialementprésents(quartz,biotite,glauconie)etlanaturedesminérauxsecondairesnéoformés,- de la nature minéralogique des minéraux argileux hérités(kaolinite, smectites),-desanaturechimiqueet l’ambiancephysicochimiquequiendécoule (par ex. craies).

Certainsphylumsévolutifssontinterditspourtrèslongtempsvoirepour toujours.Parexemple,unmatériau trèsargileuxdenature smectitique n’évoluera jamais par illuviation d’argile nipodzolisation.Demême,dansunsablequartzeuxpur,l’évolutionpédogénétique ne pourra aboutir qu’à un podzosol ou à unArénosol (selon la végétation).

Dans le cas de matériaux parentaux calcaires, sous climat tempéré du nord de la France, un des premiers processus d’altération est la dissolution progressive de la calcite, aboutissant in fine à la décarbonatation totale1 et et à une accumulationrelative de minéraux silicatés (quartz, feldspaths, minérauxargileux)oudemétauxentraces(Cd,Zn)oud'élémentsmajeurs(Fe), dans la mesure où ces éléments ne sont pas évacués hors du solum (Prudente et al., 2002).

Les propriétés granulométriques et minéralogiques desrésidusnoncarbonatésprennentalorsuneimportancemajeure,mêmes’ilsnereprésententinitialementquequelquespourcent.

Silessilicatesainsilibéréssontàdominancesableuse,lessolssontà l’origineessentiellementsableuxetvontévoluerenabsence d’argile vers les podzosols ou, en présence d’argiles, verslesluvisols.Silesminérauxargileux(héritésounéoformés)sont dominants, alors les sols sont argileux voire argileux lourds, etleurévolutionàlongtermeenestdéfinitivementaffectée :onobserve alors soit des brunisols argileux, soit des planosols voire des pélosols.

Les FCREn de nombreux points des marges sud et sud-est du Bassin

parisien, existent des formations superficielles poudreuses,jaunâtres, très calcaires, dénommées dès 1988 "formations calcaires redistribuées" (FCR) (Baize, 1988). Il s’agit de formationsde redistributiondematériaux locaux,d’épaisseursvariables souvent assez faibles, rarement signalées sur lescartes géologiques mais pourtant d’une importance capitalepourexpliquerlespropriétésdessolsobservésaujourd’hui.

1 évidemment, dans le cas de matériaux extrêmement calcaires comme les craies, il est souvent impossible d'atteindre ce stade de décarbonatation totale.

La présence de ces FCR, sous des horizons non calcaires, n’est souvent décelable que grâce à des sondages profonds(plusd’unmètre).

Dans lecontextedusudde laBeauce,CampyetMacaire(2003) nomment ce genre de formations superficielles et lesdécrivent comme des "sédiments d’origine mixte, peu épais, complexes, où interfèrent altération, pédogenèse, apport éolien, ruissellement, solifluxion… Ils se trouvent à la périphérie des aires lœssiques à dynamique éolienne réduite".Outreleurfaibleépaisseur, les FCR diffèrent des lœss vrais par leur mauvaisclassementgranulométriqueetparl’originelocaledesmatériauxremaniés. En outre, à la différence des lœss des plateaux dunord de la France, les FCR ne forment pas des couverturescontinues : elles existent sur des épaisseurs variables, oubienmanquent totalement,en fonctiondepaléoreliefs, sur lesplateaux, les versants ou les terrasses alluviales où on les observe aujourd’hui.NousverronsaussidanslecoursdecetarticlequelesFCRpeuventprésenterdescompositionsvariablesàcourtesdistances.

LesFCRontétéforméesparleventessentiellementdurantlespériodesfroidesenabsencedevégétationduQuaternaire,enempruntantdiversesmatièresauxaffleurementsgéologiqueslocaux. Elles ont reçu aussi par voie éolienne des limonsd’originebeaucouppluslointaine.Ellescontiennentaujourd’huide10à85 %decalcairesousuneformefine(essentiellementlimons et sables), très réactive, d’où une forte effervescenceàHCl et unedécarbonatation relativement rapide (à l’échellede temps de la pédogenèse). Mais elles contiennent aussid’autresminérauxquedelacalcite :dessilicatesdediversesdimensionsetorigines :desminérauxargileux,deslimons,dessables, des graviers…

Danscet article, va être étudiée la relation entre la nature(granulométrie et minéralogie) des résidus non carbonatés des matériauxparentauxetlespropriétésdessolsquiensontissusaprèsdécarbonatationtotale.Cetterelationvaêtreillustréeparuncertainnombredecasquenousavonsétudiésnous-mêmesouquel’onpeutretrouverdanslalittérature.

Champagne Jovinienne et sa marge sud

Contexte généralLa Champagne Jovinienne est une grande plaine agricole

àpaysaged’openfieldàproximitédeJoigny(Yonne).C’estunezone d’affleurements des craies tendres duCrétacé supérieur(figure 1). Juste au sud, s’étend l’Auxerrois Occidental, caractérisé pardessédimentsduCrétacéinférieur :sablesalbiens,gaize2 etargilescénomaniennes (Baize,1988 ;1994,BaizeetVoilliot,

2 Roche détritique, tendre, grise, poreuse et légère, constituée essentiellement de spicules siliceux d’éponges, d’opale et, avant altération, d’un peu de calcaire. S’y ajoutent souvent des grains de glauconie.



toposéquencesduesàdestroncatures(enhautdeversant)etàdessur-épaississements(enbasdeversants)(Baize,1988).

Caractérisation des FCR de Champagne JovonienneLes FCR de Champagne Jovinienne présentent sur le terrain

quatregrandescaractéristiquescommunes :-effervescenceà l’acidemoyenneà très forte (CaCO3=15à86 %) ;-couleur jaunâtreoubeige-jaunâtre (10YR5/5-5/6-6/5ou6/6humide) ;-pasdestructurepédologique,aspectfarineux(d’oùlesurnomde"bouillies"quileurestparfoisdonné) ;-rarespetitsgraviers(1à10 %)decraie,degaizeouéclatsdesilex.

Néanmoins,ilaétépossiblededistinguerquatrecatégoriesde FCR selon le nombre et la nature des différents types deconstituants présents (FCR 3 – FCR 4 ou FCR 5 – tableau 1) ou encoreleur localisationdanslepaysage(FCRTdéposéessurlesmoyennesterrassesd’alluvionsanciennes–figure 2)3.

La figure 3 présente la granulométrie sans décarbonatation de63horizonsprofondsappartenantauxdiversescatégoriesdeFCR.Ils’agitdonctoujoursd’horizonsCcalcaires,lespremiers

3 Nous ne disposons pas de données analytiques pour les FCR déposées sur les basses terrasses.

1988). L’établissement de la carte pédologique au 1/50 000 apermisdemettreenévidencel’omniprésencedeFCRjaunâtres,trèscalcairesetd’aspecttrèssimilairesur leterrain,danscesdeux régions naturelles, déposées au-dessus des craies, au-dessusdecertainssédimentsduCrétacéinférieuretau-dessusdesterrassesd’alluvionsplusoumoinsanciennesdelarivièreYonne (figure 2).

Cependant, malgré leur ressemblance, ces FCR ont donné naissanceàuneétonnantevariétédesols :Rendosols,Calcosols,Calcosolscalcariques,Calcisols,Néoluvisols,LuvisolsTypiqueslimoneux en surface, Brunisols Eutriques argileux pachiques,PlanosolsTypiquessableuxensurface…

Desargumentscartographiquesetsurtoutanalytiques(tauxdecalcairetotal,granulométriessansetaprèsdécarbonatationàHClau laboratoire)ontpermisdeproposerdeuxprincipauxfacteursexplicatifsdecettevariabilité :- la composition granulométrique des fractions non calcairesdesFCR ;-lerôledeladuréedepédogenèse=résultatdubilan[formationvs érosion] : des chronoséquences ont pu être établies donttouslesstadespeuventêtreobservésaujourd’hui(Baize,1988 ;figures 5 et 6).

Localement,conséquencesdephénomènesd’érosionsurles versants, ces chronoséquences se combinent avec des

Figure 1 -PaysagedeChampagneJovinienne.Dissymétriedeversantsetdesols.Enexpositionaunord-est :solsrougeâtres,noncalcaires,profonds,issusdeFCRsurpentesfaibles.Enexpositionausud-ouest : solscrayeux,blanchâtres,surpentesfortes.Figure 1 - Landscape of Champagne of Joigny. Asymmetry of slopes and associated soils.North-east-facing : reddish, non-calcareous, thick soils, developed in FCR on gentle slopes. South-west facing : chalky, whitish soils.



(craie, sols crayeux et marnes). Le diagramme A est uneprésentation courante des résultats avec la teneur en argile (A) enordonnéeetlasommedesfractionslimonsfinsetgrossiers(LT)enabscisse.Onconstateque lesFCR4et lesFCRdesterrasses (FCRT)sontbeaucouppluschargéesen fractionssableuses,etquelesFCRdansleurensemblesedistinguentclairement des sols crayeux ou marneux dont les fractionsnon calcaires sont franchement argileuses. LediagrammeB

horizonsdepuis lasurfacequineprésententpasdestructurepédologiqueetqui,trèsprobablement,ontdéjàsubiundébutde décarbonatation. La plupart des échantillons analysés sesituent dans les 4 classes Als – LAS – Sal et Lsa du diagramme de texture du GEPPA.

La figure 4 permet une comparaison des granulométries aprèsdissolutiondescarbonatesaulaboratoiredesdifférentstypesdeFCRaveccellesd’autresmatériauxcalcaireslocaux

Figure 2 - Répartition des sols issus de FCR en Champagne Jovinienne.Figure 2 - Geographical distribution of soils developed in FCR in Champagne of Joigny.

Tableau 1-DistinctiondetroistypesdeFCRdeChampagneJovinienneselonlenombreetlanaturedesconstituantsobservés.Table 1 - Distinguishing the three types of FCR in Champagne of Joigny according to the nature and the number of constituants.

Poudre de craie Petits éclats de silex Limons(provenant des

plateaux du Gâtinais)

Gaize altérée(libérant de l’argile et

des limons)

Sables quartzeuxalbiens

FCR 3 X X X

FCR 4 X X X X

FCR 5 X X X X X



présente les teneurs en limons fins (LF) en ordonnée et leslimons grossiers (LG) en abscisse. Les quatre catégories deFCR s’alignent sur l’axe LF = LG, depuis les moins chargées ensablessiliceux(FCR3)jusqu’auxplussableuses(FCR5etFCRT).

Quelle est l’origine des fractions < 2 µm, parfois assezabondantes ?Ellesneproviennentpasdescraies tendrescarcelles-cisonttrèspures(99,5 %decalcite)mais logiquementdes craies argileuses du Cénomanien, des argiles du mêmeétage et, plus particulièrement dans le cas des FCR 4, del’altération de la gaize (Baize, 1988).

Sols issus des FCR 3 et 5 - Rôles de la composition des fractions non calcaires et de la durée de pédogenèse

En fonction de la granulométrie des phases minéraleslibéréesparladécarbonatationtotale,l’évolutionpédogénétiqueva suivre des cheminsdifférents.Deux voies d’évolution sontillustrées pour les sols issus des FCR 3 (figure 5) et ceux issus des FCR 5 (figure 6).

Dans le cas des FCR 3, l’évolution débute et se maintient longtempsdansunmilieutrèscalcaire.Aprèsdécarbonatationtotale,lapédogenèsesedéveloppedansunmatériauavecdesgranulométries argilo-limoneuses ou limono-argileuses, en milieuencorecalciqueetdepHneutre,conditionsseprêtantassezmal à l’illuviation verticale ou latérale. Dans le cas des

Figure 3 - Granulométrie sans décarbonatation des FCR de Champagne Jovinienne.Figure 3 - Particle-size distribution without carbonate dissolution of FCR from Champagne of Joigny.

Figure 4 -GranulométriedesfractionsnoncalcairesdesFCRdeChampagneJovinienne. A :RelationAvsLT ;B :squelettesgranulométriques,relationLFvs LG.Figure 4 - Particle-size distribution of the non-calcareous fractions of FCR from Champagne of Joigny. A : relationship clay content (A) vs total silts (LT); B : granulometric skeletons, relationship fine silts (LF) vs coarse silts (LG).

A B



le révèlent les analyses après décarbonatation, relativementchargées en sables siliceux (figure 4).-SurlesterrassesdeCheny(enrivedroiteduSerein)etd’Ormoy(rivegauchede l’Armançon (figure 2), leshorizonsdesurface,épaisde30à40 cm,sontlimono-sableux,avec19 %d’argileenmoyenneetautantdesablesquede limons.Leshorizonsprofonds, brun-ocre, argilo-limoneux à argileux, ont unestructure polyédrique anguleuse, puis prismatique. La FCRapparaît entre 70 et 110 cm, De nombreuses petites tachesnoiresrévèlentundrainageinterneimparfait.- Sur les terrasses de Paroy-sur-Tholon jusqu’à Thèmes, enrive gauche de l’Yonne (figure 2), les luvisols sont épais de plus de 120 cm. Situés en positions faiblement déclives, ces solsprésententdeshorizonsElimoneux(A=20 %ensurface)sur30à60 cmd’épaisseur,passantgraduellementàdeshorizonsprofondsargilo-limoneux (A=40 %dans lecasdeshorizonsBT les plus argileux). Dépourvus d’éléments grossiers, plusrichesenlimonsqu’ensables,cessolsépaisprésententunbondrainageinterneetunfortpotentielagronomique.

FCR5,moinscalcairesàl’origine,lestadedeladécarbonatationtotaleestatteintplusrapidement,fournissantalorsunmatériausablo-argileux favorableaudéveloppementdeplanosolsavecformationd’horizonssableuxensurface(figure 6).

DeuxsolumsdéveloppésdansdesFCR5ontétéétudiés :lafosseLaduz,souscultureetlafosseBoisdeChassaigne,sousforêt.La figure 7enfournitunschémainterprétatifaccompagnédequelquesdonnéesanalytiques.Leshorizonsdesurfacesontnettementsableuxtandisqueleshorizonsprofondscontiennentrespectivement36et45 %d’argile.

Les Luvisols Typiques des moyennes terrasses d'alluvions anciennes

Sur ces terrasses (codées Fx et Fw sur les cartes géologiques), à des altitudes relatives de + 5 à + 28 m au-dessus du fond des vallées actuelles, ont été décrits desLuvisols Typiques plus oumoins épais en dessous desquelssont atteintes des FCR jaunâtres très typiquesmais, comme

Figure 5 - ChronoséquencedessolsissusdesFCR3(sousagriculture). Touslesstadesdecettechronoséquenceontétéobservésetcartographiés en Champagne Jovinienne. AnoterqueleshorizonsSca–ScietBTsonttousargilo-limoneux. Structur. :structurationenagrégatspolyédriques Decarb. :décarbonatationavecaccumulationrelativedesfractionsinsolubles Accumul. CO3Ca :accumulationdecalcitesouslaformed’unhorizoncalcariqueKc. k = teneur en calcaire

Figure 5 - Chronosequence of soils developed in FCR 3 (under agriculture). All stages of this chronosequence have been observed and mapped in Champagne of Joigny. It should be noted that all Sca – Sci and BT horizons have a silty-clay texture. Structur. : structuration in polyhedral peds Decarb. : carbonate dissolution with correlative accumulation of residual insoluble fractions Accumul. CO3Ca : accumulation of calcite under the form of a "calcaric horizon" Kc. k = calcium carbonate content.



deur(BoisBouchereau-fosseF14-tableau 2 et figure 8). Les deuxsolumsmontrentenprofondeuruneFCR jaunâtre tandisquelecalcaired’Étampesaffleureàquelques350 mdelà.

La fosse T est totalement décarbonatée sur 50 cm deprofondeuretlatexturedusolestuniformémentargileuse.Ilyapeudesables.Enrevanche,lafosseF14estplusprofondémentdécarbonatée(85 cm),etlesolmontreunefortedifférenciationtexturale :de12 %d’argileensurfaceà30 %enprofondeur.Lessablesreprésententplusde50 %.L’horizonBT,argilo-sableux,montredetrèsnombreuxrevêtementsargileuxrougeâtres,d’oùsa teinte générale.

Les analyses granulométriques (tableau 3) montrent la ressemblance des textures après décarbonatation de la FCRet celles des horizons non-calcaires situés immédiatement au-dessus.EllesmontrentaussiquelaFCRdelafosseTcontientunegrandequantitéd’argilesetdelimonsetfortpeudesablesgrossiersnoncalcaires. Inversement, laFCRde la fosseF14présente une grande proportion de sables grossiers siliceux que l’on retrouve dans l’horizon BT3 sus-jacent. Ces sablesgrossiersproviennentdelamolasseduGâtinaisquiaffleureàproximité (BRGM, 1978) et non pas des sables de Fontainebleau quisontdessablesfins(50à200 µm).

Dans le cas du solum F 14, la décarbonatation totale de laFCR richeensablesquartzeux (45 %)a libéréunmatériaufiltrant et contenant suffisamment d’argile (20 %) pour quese développe une argilluviation notable avec formation d’unLuvisolTypique,alorsquedans lesolumT, la fortechargeenargilelimiteladifférenciationpédologique.Lagrandedifférenceentre les deux solums résulte donc essentiellement de la composition granulométrique (sable, argile) et minéralogique(quartz, phyllosilicates) du matériau parental, et notamment

DiscussionPour atteindre les stades les plus différenciés de ces

chronoséquences (figures 5 et 6), à partir dematériaux aussicalcaires, il faut une durée suffisamment longue et un climatpluvieux.Parexemple,pouramorceretamplifierlesprocessusd’éluviation/illuviation permettant d’atteindre le stade deNéoluvisol limono-argileuxensurface (passagedustade3austade 4 de la figure 5).Toutephased’érosion,mêmemodeste,risque de retarder cette évolution voire de "remettre lescompteursàzéro".

LaFCR laplus récente (aucasoù il yaurait euplusieursphasesdedépôt)reposesurlaplusbasseterrassedel’Yonne(figure 2).Aprèsenquêteauprèsdequaternaristes, il apparaîtquecesplusbassesterrassesdatentde20 000ans(Chausséet al., 2004).

Ilots boisés résiduels au sud-est de Puiseaux (Loiret)

Dans ce secteur, un programme pluridisciplinaire du CNRS aétémenéafindecomprendrelestatutdeplusieurspetitsîlotsboisésdequelqueshectares.S’agissait-ilderésidusd’anciennesgrandesforêtsoudelareconquêted’anciensterrainsagricolesabandonnés (GirardetBaize,1996) ?

Ce secteur est situé sur un plateau constitué par le calcaire d’Étampes.Sousforêtsdefeuillus,développésàpartirdedeuxFCR de même apparence (aspect farineux, couleur jaunâtre,forteeffervescenceàHCl),deuxsolstrèsdifférentsontétéob-servésàseulement850 mdedistance :unCalcisoliso-argileuxà40 %d’argile(Boisd’Égline-fosseT-tableau 2 et figure 8) et unLuvisolTypiquesableuxensurface,sablo-argileuxenprofon-

Figure 6 -ChronoséquencedessolsissusdesFCR 5(sous agriculture). A = teneur enargile;k=teneurencalcaireFigure 6 - Chronosequence of soils developed in FCR 5 (under agriculture).A = clay content; k = calcium carbonate content.



delachargeensablesquartzeux.Cettedifférencereflètel’hétérogénéitédecompositiondesFCRàl’échellelocale,hectométrique,quiestsouventunecaractéristiquedecetypedeformation.

On notera la ressemblance frappante de ce LuvisolTypique avec ceux décrits par Robin en bordure sud delaforêtdeFontainebleau,24 kmplusaunordmaissurcemêmeplateau(Robin,1993–fosse684.1).

Sud-est de la Grande Beauce et Gâtinais Ouest(Baize, 2002 ; Soucémarianadin, Nédélec et Verbèque,2011 ;NédélecetVerbèque,2015)

Le secteur, étudié dans le cadre d’une cartographie systématiqueà1/50 000,sesitueausud-estdelaGrandeBeauce et à l’extrême ouest du Gâtinais, au nord dudépartement du Loiret, sur les territoires des coupures Neuville-aux-Bois et Pithiviers (Soucémarianadin et al., 2011 ;NédélecetVerbèque,2015).

Sur la seule cartedePithiviers, 3 200 sondagesà latarièreontétéréalisés(soitenmoyenne1pour15 ha).Surce territoire de 56 000 ha, les FCR ont été reconnues àl’occasionde315sondages,c’est-à-diredansenviron10 %des cas.

Morphologie des solumsParmi les nombreuses fosses décrites et analysées,

43 horizons profonds correspondant à des FCR ont étésélectionnés sur la base de leur morphologie (couleur, structurationfaibleounulle,forteeffervescence)etdeleurspropriétésanalytiques.Cesformationsapparaissentàdes

Tableau 2 - Quelques propriétés analytiques des deuxfossesTetF14.Granulométriesansdécarbonatation.Table 2 - Some properties of the two sola T and F 14. Particle-size distribution without carbonate dissolution.

Fosse T Fosse F 14

Typedesol(selonleRéférentielPédologique2008)

Calcisol isoargileux

Luvisol Typique

Épaisseurtotaledeshorizonsnoncalcaires

50 cm 85 cm

%argileensurface 40 – Aci 12 – E

%argileenprofondeur 40 – Sci 30-BT2

%sablesensurface 8 – Aci 56 – E

%sablesenprofondeur 8 – Sci 50-BT2

TauxdecalcairedelaFCR% 34 - C1 19 - C1

Figure 8 -SchémamorphologiquedesfossesTetF14.Figure 8 - Morphology of pits T and F 14.

Figure 7 -Planosolssableuxensurface,issusdeFCR5 A=teneurenargile ;ST=teneurensablestotaux ;k=teneurencalcaire.Figure 7 - Planosols with a sandy topsoil, developed in FCR 5. A : clay content; ST : total sands content; k : calcium carbonate content.



Tableau 3-GranulométriedesfractionsnoncalcairesdesFCR(fossesTetF14). Comparaisonaveccelledel’horizonimmédiatementsus-jacent.Table 3 - Particle-size distribution of the non-calcareous fractions of FCR (pits T and F 14). Comparison with that of the immediately overlying horizon.

Fosse T A LF LG SF SG

Sci2 39,4 24,7 29,5 2,7 3,7

C décarbonaté 26,7 27,3 41,9 2,1 2,0

Fosse F 14 A LF LG SF SG

BT3 20,5 5,9 9,7 3,2 60,7

C décarbonaté 20,9 8,2 20,8 4,7 45,4

Figure 9 - Fosse Pithiviers P35 (photo CA 45).Figure 9 - Pit Pithiviers P35.

Figure 10 - Fosse Neuville 23 (photo CA 45).Figure 10 - Pit Neuville 23.



(sauf une) aux classes A, Als, Al, LAS et La. Ces résiduscontiennent un pourcentage plus important d’argile et beaucoup moinsdesablesmaisencoreunefractionimportantedelimons(figure 12).Silescarbonatesétaientrépartisdefaçonuniformedans les 5 fractions granulométriques, on aurait la mêmecomposition granulométrique avant et aprèsdécarbonatation.Mais ce n’est pas le cas, car les particules calcaires sont surtout deladimensiondesLF(2-20 µm)etdessables(50-2000 µm).Ceci sera confirmé p. 186.

La figure 13 montre qu’il existe une relation généralenégative entre la teneur en argile et la teneur en calcaire total. Cetterelationreflètel’effetdeladécarbonatationetlalibérationconcomitante de particules argileuses constituant des impuretés dans les roches calcaires. La figure 14 présente la relation existant entre la CEC et le taux d’argile pour les 43 échantillons de FCR disponibles. La nature des minéraux argileux est donc assezconstante,mêmes’ilexistedesnuances.

La figure 15 présente la relation dans les FCR entre sables grossiers sans décarbonatation (SG) vssablesgrossiersaprèsdécarbonatation(SGdécarb.).Les7échantillonsquiprésententune forte teneur en SG (> 20%) sont les seuls à présenterégalementdefortesteneursenSGdécarb.OnpeutendéduirequecessablesgrossiersdanslesFCRsontmajoritairementdenaturesiliceuse.Effectivement,desgravillonsdequartzontétésignalés à chaque fois par les descripteurs dans cesmêmeshorizonsoubiendansd’autreshorizonsdumêmesolum.Cesélémentssiliceux,quipeuventatteindreparfoisuneabondanceestiméeà15–30 %,proviennentde la formationgéologiqueaffleurant à proximité : les sables de l’Orléanais (vestiges enplace ou déplacés).

Comparaisons granulométriques entre FCR et horizons non calcaires immédiatement supérieurs

Compte tenu des données analytiques disponibles,cette comparaison n’a pu être réalisée que 4 fois (tableau 5). Sont confrontées la composition granulométrique aprèsdécarbonatation de la FCR la moins profonde et celle de

profondeurstrèsvariables(de45à145 cm)sousdeshorizonsgénéralement argilo-limoneux à limono-argileux totalementdécarbonatés (Calcisols, Néoluvisols) ou partiellement décarbonatés(Calcosols).Latransitionpeutêtresoitbrutalesoitprogressive,soithorizontalesoitirrégulière.LesFCRselocalisentau-dessus des niveaux de calcaire de Beauce mais également deceuxducalcaireduGâtinais(àl’estdelacuestaoligocène-miocène),tousplusoumoinsgélifractésetcryoturbés.

Les teintes les plus courantes sont 10YR5/6, 10YR6/6et 10YR7/6 d’où leur nom vernaculaire local de "tuf jaune"qui s’oppose à celui de "tuf blanc" désignant les calcairespulvérulents blancs de Beauce. Les figures 9 et 10 présentent dessolumstrèscaractéristiques.

Entre des FCR contenant aumaximum 5 % de gravillonscalcaires et des formations d’aspects très similaires maiscontenantjusqu’à35 %degraviersetcaillouxcalcaires,touslesintermédiairespeuventêtreobservés.

Lesstructures,tellesquedécritesenfosses,varientselonledegré de décarbonatation et, donc, de structuration progressive dumatériau :danslesFCRlesmoinscalcaires,onvoitapparaîtredes structures polyédriques fines assez bien affirmées maisencore"fragiles".Danslaplupartdescas,ilexisteunetrèsfortemacro-porositémillimétriquequi confère auxFCRunegrandecapacité de circulation verticale des eaux de pluie.

En outre, des reprécipitations de calcite sous forme depseudomycéliums sont presque toujours présentes mais enquantité variable. Enfin, on y trouve souvent des conduits etlogettesdeversdeterreanéciques.

Lesprincipalesdonnées figurentau tableau 4.En fonctionde leur composition initiale et de leur degré de décarbonatation, lesteneursencalcaires’étagentde7à88 %(médiane=40 %).En outre, on note parfois de notables quantités de carboneorganique(jusqu’à0,77 %)dont l’origineseraitessentiellementracinaireouliéeàdesremplissagesdeconduitsdevers.

La plupart des analyses granulométriques sansdécarbonatation correspondent aux classes texturales Als, Al, LAS, Las et La du GEPPA (figure 11). Celles des résidus non calcaires(aprèsdécarbonatationaulaboratoire)correspondent

Tableau 4 -Donnéesanalytiquesprincipalesdes43horizonsdeFCRdeGrandeBeaucesud-est.Table 4 - Main analytical data of 43 FCR horizons of south-eastern Grande Beauce.

Granulométrie sans décarbonatation GranulométrieaprèsdécarbonatationC CACO3 CEC

A LF LG SF SG A LF LG SF SG

% % % % %

Nombre de valeurs 43 43 43 43 43 28 28 28 28 28 43 43 43

Minimum 13,1 14,8 3,5 2,6 4,2 23,2 7,9 7,3 2,3 1,3 0,00 6,8 4,0

Médiane 24,9 28,5 14,7 8,5 12,9 34,8 25 23,1 4,1 7,0 0,30 40,0 11,1

Maximum 46,9 65,2 35,6 16,8 45,8 56,1 40,9 42,3 21,7 48,8 0,77 88,0 26,1



l’horizonnoncalcaireimmédiatementsus-jacent.Danstroiscassurquatreonconstateunegrandesimilarité, indiquantque lapartie supérieure du solum résulte bien de la décarbonatation delaFCR.Danslederniercas(Neuville23),ladifférencenotablepeut résulter d’une hétérogénéité locale du matériau parental.

Granulométrie des fractions calcairesPar comparaison entre les granulométries sans et après

décarbonatation, la granulométrie des fractions calcaires dela"terre fine"apuêtreestiméepour25échantillonsdeFCR.On constate de grandes variations parallèlement avec lesquantitésellesaussitrèsvariablesengraviersetpetitscaillouxcarbonatés.Selonlescas,c’estlafractionLFoulafractionSGquidomine,plusrarementlafractionSF.LesmoinsreprésentéessonttoujourslesfractionsLGetA.

Enmoyenne, sur les 25 horizons analysés, le calcaire serépartitainsi(en %del’ensembledesfractionscalcaires) :A=12,7 % LF=35,5 % LG=8,1 %SF=18,2 % SG=25,5 %.

Ce calculmontre que les fractions calcaires sont surtoutconstituéesdelimonsfins(2-20 µm)etdesables(50-2000 µm).

Potentiel d'enracinementLes FCR ne présentent pas de structuration en agrégats

mais constituent un matériau assez poreux. La question seposedesavoirquellessontlespossibilitésd’enracinementdesplantes cultivées dans de tels matériaux. Nicoullaud et al. (1995) ont mené, en Beauce, une étude détaillée de l’enracinement du blé d’hiver et du maïs en fonction des types de sols etnotamment de leurs épaisseurs et de la nature des matériaux calcaires sous-jacents. Les sols étudiés se situent en PetiteBeauce,doncplusàl’ouestquelessecteurscartographiésparSoucémarianadin et al. (2011). Une FCR y existe également,nomméeMLCF ("matériau limono-calcaire fin"). Cematériauest décrit comme : "constitué d’un mélange de limon, de calcaire fin et de petits graviers calcaires dont la proportion peut devenir importante. [Il] a été remanié par des phénomènes de solifluxion et de cryoturbation, ce qui explique une certaine hétérogénéité dans sa teneur en calcaire fin (15 à 65 %) et en graviers. Son épaisseur varie de quelques centimètres à plus de 1 mètre".

En absence d’encroûtement calcaire, l’étude montre quecette FCR ne constitue pas un obstacle à l’enracinement dubléetdumaïs,seulementunfrein,freind’autantplusimportantque lematériauestcalcaire (etdoncpeustructuré).Enoutre,"en situation irriguée, moins le matériau limono-calcaire fin est profond et plus il peut être exploité par les racines ; un MLCF situé à 45 cm de profondeur peut être pénétré de 40 cm environ alors qu’un MLCF situé à 90 cm ne peut l’être que de 15 cm".

Ne peut-il y avoir des problèmes d’enracinement lié aucalcaireactif ?

Figure 11 - Granulométries (sans décarbonatation) des FCR de Grande Beauce sud-est.Figure 11 - Particle-size distribution (without carbonate dissolu-tion) of FCR from south-eastern Grande Beauce.

Figure 12 -Granulométries(aprèsdécarbonatation)desFCRdeGrande Beauce sud-est.Figure 12 - Particle-size distribution (after carbonate dissolution) of FCR from south-eastern Grande Beauce.



ConclusionDanscesecteursud-estdelaGrandeBeauce,jusqu’aux

confins du Gâtinais, il existe sur de vastes surfaces desformations redistribuées à l’échelle locale formées d’unmélange en proportions variables d’argiles (de décarbonatation des formations calcaires aquitaniennes de Beauce et ducalcaired’Étampes),delimonsetsablescalcaires(provenantdes calcaires de Beauce), de limons silicatés probablement d’origine éolienne plus lointaine et de sables grossiers et graviers quartzeux provenant de la formation des sables del’Orléanais. Localement, s’y ajoutent des cailloux calcairesenproportionsvariables,cequiconstituealorsun facièsde

Figure 13 -Relationtauxd’argile/tauxdecalcairetotaldesFCR de Grande Beauce sud-est (N = 43)Figure 13 - Relationship clay content vs total carbonate content of FCR from south-eastern Grande Beauce (N = 43).

Figure 14 -Relationcapacitéd’échangecationique/tauxd’argile des FCR de Grande Beauce sud-est (N= 43;R²= 0,74).Figure 14 - Relationship cation exchange capacity vs clay content of FCR from south-eastern Grande Beauce (N = 43 ; R² = 0.74).

Tableau 5 -ConfrontationgranulométriqueentrelepremierhorizondeFCRetl’horizonnoncalcaireimmédiatementsus-jacent(Grande Beauce sud-est).Table 5 - Granulometric comparison between the first layer of FCR and the non-calcareous horizon immediately overlying it (south-eastern Grande Beauce).

Identifiant A LF LG SF SG S

Neuville 2-H2 36,6 26,9 32,2 1,7 2,6 100

Neuville 2-H3 29,9 30,4 31,8 2,9 5,1 100

Neuville 11-H2 43,7 20,9 21,0 3,4 11,1 100

Neuville 11-H3 44,8 19,7 19,2 3,0 13,4 100

Neuville 23-H5 62,9 16,9 9,0 4,0 7,2 100

Neuville 23-H6 42,6 24,0 14,1 6,6 12,7 100

Pithiviers 36-H3 41,3 26,7 25,4 3,1 3,5 100

Pithiviers 36-H4 38,4 25,8 27,7 3,7 4,4 100

Sur fond bleu : granulométrie de l'horizon non calcaire immédiatement sus-jacentSur fond jaune : granulométrie après décarbonatation du premier horizon de FCR

Argile%

Calcaire%

Argile%

CECmé/100g



sur deux plateaux calcaires, séparés par un talus pentu constitué par les sables de Beauchamp et portant généralement une végétation boisée.

Plusieursétudesontétémenées,relativesàcespollutions(origines, niveaux, risques de phytodisponibilité, dangers depollution des nappesphréatiques - programmeÉPANDAGRI).Des sondages ont été réalisés pour la cartographie des sols (Isambert et Baize, 2001) puis pour l’étude des pollutions métalliques(Baizeet al.,2001 ;2002).DesétudesrécentesdeThiryet al. (2013) et de van Oort et al.(2013)sesontfocaliséessurlesrelationsgéométriques,enmilieufortementcryoturbé,entrelessolsetlesmatériauxgéologiquessous-jacents,aveccommeobjectifl’évaluationdesrisquesdetransfertdespolluantsverslaprofondeur.Ci-dessousnousprésentonsquelquesrésultatsrelatifsàlanaturedesformationscalcairesredistribuéeslocales.

Sixtranchéesde30à50 mdelongueurontétéouvertes,creuséesjusqu’ausubstratumcalcairedurquiaétéatteintentre0,6et3,5 mdeprofondeur.Leursparoisontpermisdedécrirelamacromorphologiedestructurescryogéniques,lagéométriedes horizons pédologiques et la nature et l’organisation desmatériaux calcaires sous-jacents. Des réseaux polygonauxde 20 à 30 m de diamètre ont été ainsi mis en évidence,structurestypiquesdesclimatspériglaciairesquiontsévidurantles périodes froides du Quaternaire (Thiry et al., 2013). Ces structurescryogéniquessontàl’origined’uneorganisationdelacouverturepédologiqueavecdesluvisolsplusoumoinsépaisdanslesinvaginationsetdesCalcosolsaucentredepolygonesoùlesubstratcalcaireremonteàproximitédelasurface.

Les solsLetypedesoldominantlocalementestunLuvisolTypique

sableuxensurface (figure 17) avecunedifférenciationd’horizonsplusprononcéequedanslessolshorssecteursd’épandage(vanOort et al.,2013).Cettedifférenceestattribuéeàlapercolationdesgrandsvolumesd’eaupendantplusd’unsiècle.Outreunhorizon labouré trèsnoir,plusoumoinsépais,sesprincipauxhorizons sont un horizon E sableux beige, parfois blanchi,surmontant un horizon BT sablo-argileux brun-rougeâtre,observés au-dessus d’un sable calcaire jaune-verdâtre (carglauconieux), d’épaisseur variable, sans structure, codé Cca (van Oort et al., 2013).Ces sables surmontent les "Marnesetcaillasses"duLutétien,plusoumoinsfracturéesetcryoturbées(ou bien les calcaires de Saint-Ouen). Des accumulations calcaires (horizons Ck) se disposent localement en bandes ou lentilleshorizontalesd’environ5à10 cmd’épaisseuretde0,5 mà plusieurs mètres d’extension latérale, au sein de ce sablecalcaireentre0,5et1,5 mdeprofondeur,voiredansleniveaudecalcairefragmenté.

Les sables calcaires jaune-verdâtre contiennent de 10 à32 %decalcaireetseulementde6à15 %departicules< 2 µm(tableau 6). Les sables dominent largement, les sables finséquivalantsensiblementlessablesgrossiers.

transitionverslesniveauxdecalcairesdeBeaucegélifractésetcryoturbés.

Plaine de Pierrelaye-Bessancourt (Val d'Oise)(Baize et al.,2002 ;vanOortet al., 2013)

ContexteUngrandpérimètred’uneplaineagricoledanslesecteur

de Pierrelaye-Bessancourt a reçu pendant plus d’un siècledes eaux usées de l’agglomération parisienne, non traitées etentrèsgrandesquantités(plusde2000l/m²/an).L’objectifinitialdecespratiquesétaitdouble : i) ils’agissait,dansunlouable souci hygiéniste, d’épurer ces eaux urbaines touten fournissant des matières organiques et des fertilisantsauxsolssableuxdecesecteurpour lemaraîchage ; ii)plustard, s’est surimposée la nécessité de se débarrasser de grands volumes d’eau que la station d’épuration d’Achèresne pouvait pas traiter, ce qui a engendré des épandagespar des quantités d’eaux brutes excessives. Il en a résultéune pollution systématique, principalement en élémentsmétalliques (Zn, Pb, Cu, et Cd) et en polluants organiquesdessolsdupérimètreagricoleainsiirrigué(Baizeet al.,2002 ;Lamyet al.,2006 ;vanOortet al.,2008,Tamtamet al., 2011), maisaussidesimpactssurlanatureetlefonctionnementdessols (van Oort et al., 2008, 2013).

Le contexte géologique et géomorphologique, présentéfigure 16,montreque l’essentielde lacouverturepédologiqueirriguéecorrespondàdesluvisolsetàdesCalcosolsreposant

Figure 15 - FCR de Grande Beauce. Relation entre teneurs ensablesgrossierssans(SG)etaprèsdécarbonatation(SGdécarb).Figure 15 - FCR from Grande Beauce. Relationship between coarse sands contents without (SG) and after carbonate dissolution (SG décarb).



Figure 17 -SolumcaractéristiquedelaplainedePierrelaye-Bessancourt.LuvisolTypiquesableux.L’horizondesurfacesableuxesttrèsépaisettrèsnoir,indiced’uneteneurenmatièresorganiquesparticulièresanormalementélevée(photovanOort).Figure 17 -Typical soil of the Pierrelaye-Bessancourt plain (sandy Luvisol Typique). The sandy surface horizon is very thick and black. That is the indication of an abnormally high content in organic matter with special properties.

La figure 18 présente la relation entre teneur en fer total(extraction avec HF) et teneur en argiles obtenue sur plus de 200 échantillons de luvisols de la plaine de Pierrelaye (toushorizons-analysesissuesdedifférentsprogrammes).Tousleshorizons interprétés commedes horizonsE ; E-BT ;BT ;BCetCcasurdesbasesmorphologiquess’alignentparfaitement.Dans lesNéoluvisols et Luvisols Typiques, commecela a étésignalédepuislongtemps(Jamagne1973 ;JamagneetPédro,1981), lesargileset le fermigrentpresque toujoursensemble,leurrelationn’estdoncpeuoupasaffectéeparlesprocessusd’illuviation verticale. Deux populations d’échantillons sortent cependant de la relation générale. D’une part les échantillons provenantdusubstratcalcairelutétienplusoumoinsfragmenté,proportionnellementpluspauvreenferet,d’autrepart,laplupartdeshorizonsdesurfacesableuxquiontétéquelquepeuenrichisenferparlesépandagesd’eauxuséesetautresapports.Uneconclusions’impose :lesFCRverdâtressontbienlesmatériauxparentauxdesLuvisolsTypiques, laglauconieétantà l’originedelanaturesmectitiquedominanteducortègeargileuxetunesourcedefer.

Ceci est confirmépar un autre argument : les analysesgranulométriques d’environ 130 échantillons collectés dansles tranchées, dans différents horizons de la couverturepédologique, montrent des rapports "limons/sables" et"sables fins/sables grossiers" remarquablement constants(tableau 7). Dans les matériaux calcaires sous-jacents(Cca et Rca), ces rapports divergent légèrement, avecnotamment une proportion plus faible de sables grossiersetuneproportionde limonsplusgrande,dueà laprésencede particules calcaires de la dimension des limons. Cette similitudegranulométriquedanslacompositiondusquelettegranulométrique des horizons L, E, BT, ajoutée à leuridentité morphologique et minéralogique signifie que les

Figure 16 -SchémagéologiqueetgéomorphologiquedelaplainedePierrelaye-Bessancourt.Enrose :lesluvisolsetleurmatériauparental.Figure 16 - Geological and geomorphological sketch of the Pierrelaye-Bessancourt plain. Coloured in pink : luvisols and their parent material.

L

e

e/BT

BT

Cca

W E

PLATEAUduBAS

PLATEAUduHAUT

cuesta



-majoritairement, des sablesquartzeux assez finsprovenant,aprèsremaniement,desSablesdeBeauchampquiaffleurentàproximité immédiate (figure 16) ;- des particules limoneuses calcaires arrachées aux calcaires et marnesduLutétien ;- des grains de glauconie provenant également des assises calcaires du Lutétien.

Son origine a été attribuée par Thiry et al. (2013) à lapériode glaciaire du Saalien I (260 ka), qui représente la plus

pédogenèsessesontdéveloppéesdansunmêmematériauparental recouvrant le substrat de calcaire dur lutétien.

Malheureusement, nous ne disposons pas de granulométrie desFCRaprèsdécarbonatation.

Conclusion : constitution et origineCe sable calcaire jaune verdâtre est donc une FCR,

forméeauQuaternairepar redistributionetmélangedediversconstituants (figure 19) :

Figure 18 -Relationteneurenargile/fertotalpour205horizonsdesurfaceetdeprofondeurdesluvisolsdelaplainedePierrelaye,dessablescarbonatésglauconieux (Cca) et du calcaire lutétien plusoumoinsfragmenté(Rca)(vanOort,communication personnelle). La régression linéaire a été réalisée sur les données des horizonsE,E/BT,BT,B/CetCca(N=144).Figure 18 - Relationship clay content vs total iron content for 205 surface and deeper horizons from the luvisols of the Pierrelaye plain, of the carbonate-bearing glauconitic sands and of the Lutetian limestone more or less weathered (Rca). The linear regression has been made only on the data of E, E/BT, BT, B/C and Cca horizons (N = 144).

Tableau 6 -PlainedePierrelaye.Granulométriesansdécarbonatationde13échantillonsdesablescalcairesjauneverdâtre(horizonsCca).Table 6 - Pierrelaye-Bessancourt plain. Particle-size distribution without carbonate dissolution of 13 samples of greenish calcareous sands (Cca horizons).

Granulométrie sans décarbonatation (%)

A LF LG SF SG CaCO3 (%)

0-2 mm 2-20 mm 20-50 mm 50-200 mm 0,2-2 mm

Minimum 6,0 2,7 1,9 32,2 30,0 10,4

Médiane 8,8 6,1 5,6 37,2 40,0 18,5

Maximum 15,5 9,3 8,4 54,4 48,5 32,0

Tableau 7 -Rapportsentrelesteneursenlimons(LT)etensables(ST)etentresablesfins(SF)etsablesgrossiers(SG)danslesdifférentshorizonsetmatériaux(vanOortet al., 2013).Table 7 - Ratios between total silt contents (LT) and total sand contents (ST) and between fine sands (SF) and coarse sands (SG) in the different horizons and parent materials (van Oort et al., 2013).

Horizons L E BT Cca + Rca

nb 20 15 60 33

Rapport LT/ST 0,14 ± 0,04 0,11 ± 0,02 0,11 ± 0,05 0,25 ± 0,17

Rapport SF/SG 1,04 ± 0,14 1,01 ± 0,20 1,13 ± 0,20 0,86 ± 0,26



COnCluSIOn Générale : un FaCTeur de PédOGenèSe majeur

En contexte de formations superficielles calcairesredistribuées,un facteursouventméconnuest lacompositiongranulométrique(etminéralogique)desfractionsinsolublesdesmatériaux parentaux calcaires.

Dèsqueladécarbonatationparlesagentsclimatiquesetbiologiquesestterminée,lacompositiongranulométriqueetlanatureminéralogiquedurésidusilicaté(quartz,minérauxargi-leux,glauconie,autresminérauxaltérables)oriententfortementletypedepédogenèseultérieureetontdoncunimpactsurla

grande extension du permafrost en direction du sud au coursdu Quaternaire. Différentes phases froides plus récentesaccompagnées de cryoturbation expliquent la présence de ladistributionhétérogènedecematériauavecdespochesprofondesde2à3mdanslesinvaginationsetdeshorizonsinterrompus,souventprochesde la surfaceaucentredespolygones.DanscetteFCRpeuvents‘ajouterdesparticuleslimoneusessilicatéesd’origineéoliennepluslointaine(nousnesommesqu’àquelqueskilomètresduVexinfrançaisoùexisteunecouverture lœssiquecontinue) et même, très localement sur le plateau du bas, depetitsgraviersalluviauxarrondis(noussommesauconfluentdelaSeineetdel’Oiseàseulement35 mau-dessusdeleursvallées).

Figure 19 -LaformationcalcaireredistribuéedelaplainedePierrelaye-Bessancourtvueenmicroscopieoptique(lumièrepolariséeetanalysée).Lesvidessontennoir ;lesgrainsdequartzsontenblanc,grisounoir.Deuxgrainsdeglauconieencoursd’altérationsontvisibles.Figure 19 - The redistributed calcareous deposit (FCR) of the Pierrelaye-Bessancourt plain seen in optical microscopy (polarized and analyzed light). Voids are in black ; quartz grains in white, gray or black. Two weathered grains of glaucony are visible.



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morphologie, lespropriétés tantphysiquesquechimiquesetlespotentialitésagronomiquesousylvicolesdessolsquenousobservonsetcultivonsaujourd’hui.

Encorefaut-ilpenseràréaliserdesanalysesaprèsdécarbo-natationpourmieuxcernerlespropriétésgranulométriquesdesfractionsnoncalcaires,cequiestrarementfait.Cettecaracté-ristique,initialementindétectable,sedémasqueetmontrealorstoute son importance.

remerCIemenTSUngrandmerciàDominiqueSchwartzdontlesremarqueset

critiquesconstructivesontpermisd’améliorerconsidérablementce manuscrit.

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les podzosols du haut jura(Richard,1961 ;VadietGobat,1998)

Il existe très localement des podzosols typiques dans lehaut Jura ! Cela peut paraître étrange dans un tel contexte

géochimique dominé par le carbonate de calcium.Certes,leclimatyesttrèsarrosé(précipitationsmoyennesannellescomprises entre 1600 et 2000 mm) et un enneigement importantpeutypersisterjusqu'enmai.Maislesmatériauxcalcaires les plus courants (calcaires durs, marnes "ordinaires"), après décarbonatation totale, fournissent desmatériauxargileuxquineseprêtentpasàlapodzolisation.

Cependant,làoùilyalespodzosols,ilestconstatéunecoexistencesystématiqueentre • des matériaux parentaux riches en éléments silicatés("vieilles molasses", "marnes riches en silicates" donnantnaissancepardécarbonatationtotaleàdes"limonssiliceux")et• une végétation acidophile remarquable : la pessière àsphaignes associée à une fougère acidophile (Blechnum spicant). Iciencore,dansuntoutautrecontextequelescasétudiésdanscetarticle,c'est lecontenunoncalcairedematériauxparentaux calcaires qui, après décarbonatation totaleréalisée relativement rapidement, va déterminer l'évolutionpédogénétiquedessols.



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