8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
1/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 11
Qualit des sols
Plan du cours
1 Dfinitions - Historique
2 - Le sol : compartiment spcifique delenvironnement
3 - Le sol : milieu physique
4 - le sol : milieu ractif
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2/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 22
4 - le sol : milieu ractif
RAPPEL sur la terre fine
fraction 2 mm 2 m : rle dans laporosit proprits physiques fraction < 2 m = fraction des argilesgranulomtriques
proprits des ractionschimiques
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3/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 33
fraction < 2 m = fraction des argilesgranulomtriques :
Minraux Iaires hritsARGILES MINERALOGIQUES OXYHYDROXYDES
CATIONS et ANIONS
MOLECULES ORGANIQUES
Proprits chimiques
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4/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 44
4 - le sol : milieu ractif
41 Nature et origine des constituants
411 Les ARGILES MINERALOGIQUES
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5/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 55
411 LES ARGILES MINERALOGIQUES
Dfinition :
minraux organiss en feuillets
silicates d alumine hydrats
Phyllosilicates
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6/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 66
311 LES ARGILES MINERALOGIQUES
A Structure des argiles
Le cristal
Le feuillet
Les couches molculaires
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7/106
7
Structure en feuillets rmicroscopie et la spec
Doc. 17 - Structure en feuillets des argiles.
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8/106
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9/106
9
SCHEMA GENERAL DELASSEMBLAGE DES ATOMES
DANS LES MINERAUX
Les minraux du sol ont une structure agence partir dune trame dions
O2- ou dions OH- disposs en assemblage hexagonal compact
structure triangulaire
structure trtradrique structure octadrique
assemblage 1 plan assemblage 2 plans
ions O2- et OH- , de rayon R
Fig.
1
Fig.
2
Fig.
3
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
10/106
cours de pdologie - DM - 2008 10
R
r = 0,154 R
r
structure triangulaire
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11/106
cours de pdologie - DM - 2008 11
R
r = 0,224 R
r
structure trtradrique
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12/106
cours de pdologie - DM - 2008 12
structure trtradrique
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13/106
cours de pdologie - DM - 2008 13
R
r = 0,414 R
r
structure octadrique
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14/106
cours de pdologie - DM - 2008 14
structure octadrique
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cours de pdologie - DM - 2008 15
structure octadrique
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cours de pdologie - DM - 2008 16
structure octadrique
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17/106
cours de pdologie - DM - 2008 17
octadrettradre
r = 0,414 Rr = 0,224 R
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18/106
cours de pdologie - DM - 2008 18
VALEURS DES RAYONS
ET DES RAPPORTS AU RAYON DE O2-
VALEURS DES RAYONS
ET DES RAPPORTS AU RAYON DE O2-
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
19/106
cours de pdologie - DM - 2008 19
octadrettradre
r = 0,414 Rr = 0,224 R
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20/106
20
SCHEMA GENERAL DELASSEMBLAGE DES ATOMES
DANS LES MINERAUX
Les minraux du sol ont une structure agence partir dune trame dions
O2- ou dions OH- disposs en assemblage hexagonal compact
structure triangulaireavec cavit triangulaire
de rayon r = 0,154 R structure trtradriqueavec cavit de rayon
r = 0,224 R
structure octadriqueavec cavit de rayon
r = 0,414 R
assemblage 1 plan assemblage 2 plans
ions O2- et OH- , de rayon R
Fig.
1
Fig.
2
Fig.
3
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
21/106
21
Les ttradres de silice (SiO4)4-trame de symtrie hexagonalecommun les ions O
2- contenu
de la trame.
Au centre des hexagones dions
situs aux sommets des t
Llment de base est le ttradre
dont les d ions O2- cur de Si4+ .
Doc. 19 - Organisation de la couche ttradrique.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
22/106
22
Llment de base est loctadre
d ions O2- ouOH- curd aluminium Al3+.
La couche octadriqueest une chane
doctadres mettant en
commun des ions
hydroxydes ou des ions
oxygnes.
Doc. 20 - Organisation de la couche octadrique.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
23/106
23
espace interfoliaire
couche Oc
couche Te
le feuillet
Doc. 21 - Structure d une argile Te-Oc : la kaolinite.Si2O5Al2(OH
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
24/106
24
Te
Oc
TeTe
Te
Oc
cation
fixeau et cation
changeable
Une illite
Une montmorillonite
Doc. 22 - Structure de 2 argiles Te-Oc-Te.
espace interfoliaire
plus grand
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
25/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 2525
311 LES ARGILES MINERALOGIQUES
A Structure des argiles
B Proprits des argiles :
lectrongativit Surface dchange importante
Hydratation
Dispersion / floculation
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
26/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 2626
B Proprits des argiles :
I llectrongativit
Prsence de charges
lectriques ngatives
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
27/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 2727
Cause 1 :
Les substitutions isomorphiques :
Al3+ remplace Si4+
Mg2+ remplacent Al3+
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
28/106
cours de pdologie - DM - 2008 28
ion O2- ou OH-
ion Al3+
Doc. 23 - Substitutions isomorphiques.
ion O2-
ion Si4+
ion O2-
ion Al3+
Al3+ remplace Si4+
ion O2- ou OH-
ion Mg2+
Mg2+ remplace Al3+
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
29/106
cours de pdologie - DM - 2008 29
ion O2- ou OH-
ion O2-
ion O2-
Al3+ remplace Si4+
ion O2- ou OH-
Mg2+ remplace Al3+
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
30/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3030
Exemple 1 : feuillet lectriquement neutre
la KAOLINITE Si4O10 Al4(OH)8
charges ngatives : -20 - 8 = -28
charges positives : +16 +12 = +28
dficit de charge = 0
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
31/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3131
Exemple 2 : feuillet charg ngativement
une MONTMORILLONITE Si4O10 (OH)2 Al2-x Mgx
charges ngatives : -20 - 2 = -22
charges positives : +16 +3(2-x)+2x =+22-x
dficit de charges : -x (-0,33)
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
32/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3232
Consquence :
Les substitutions isomorphiques :
Apparition d un excs
de charges ngatives sur le feuillet.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
33/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3333
Cause 2 :
Les cassures
ou microdivisions des feuillets
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
34/106
cours de pdologie - DM - 2008 34
Avant rupture
Aprs rupture
rupture
+
+
-
-
-
Doc. 24 - Microdivisions des feuillets de phyllosilicates.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
35/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3535
Consquence :
Les cassures
ou microdivisions des feuillets
Apparition de charges ngatives oupositives sur les bords du feuillet.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
36/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3636
valeurs :
kaolinite et chlorite 0,5 2 c.moles+/100g
illite 1 4 c.moles+/100g
montmorillonite : 10 13 c.moles+/100g
Application : cas du Calcium
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
37/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3737
B Proprits des argiles :I llectrongativit
II la surface dchange
origine :
forme du cristal petite taille et division disposition en feuillets superposs
types :
surface externe et surface interne
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
38/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3838
B Proprits des argiles :I llectrongativit
II la surface dchange
valeurs :
Kaolinite : 80 m2/g
Illite : 200 m2/g
Montmorillonite : 800 m2/g
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
39/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 3939
B Proprits des argiles :I llectrongativitII la surface dchange
III lHydratation la rtentiondeau
origines :
liaisons hydrogne, van der Waals,... entreles feuillets et la molcule deau
hydratation des cations compensateurs
paisseur variable de l espace interfoliaire
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
40/106
40
Te
Oc
TeTe
Te
Oc
cation
fixeau et cation
changeable
Une illite
Une montmorillonite
Doc. 22 - Structure de 2 argiles Te-Oc-Te.
espace interfoliaire
plus grand
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
41/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4141
B Proprits des argiles :I llectrongativitII la surface dchange importante
III lHydratation la rtentiondeau
consquences : capacit retenir de l eau
gonflement des cristaux en
prsence d eau impermabilit rtraction des cristaux en absenced eau fissuration
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
42/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4242
B Proprits des argiles :I llectrongativitII la surface dchange importante
III lHydratation la rtention deau
IV la Dispersion et la floculation :
tat des particules dargiles dansla suspension collodale
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
43/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4343
Ltat dispers
Etat dispers :
rpulsion des particules charges
formation d une suspension
collodaleen prsence d eau structure continue, massive enabsence d eau
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
44/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4444
Etat flocul : Attraction des particulesneutres
formation de particulesneutres sdimentables
structure agrge enabsence d eau.
Cations
adsorbs
Ltat flocul
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
45/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4545
Milieux pauvres en cations Dispersion et structurecontinue, massive
Milieux riches en cations
Floculation et structuregrumeleuse ou agrge
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
46/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4646
311 LES ARGILES MINERALOGIQUES
A Structure des argilesB Proprits des argiles
C Origines des argiles
La transformation
La nognse
Lhritage
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
47/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4747
La transformation :
Minral primaire minralsecondaire
HYDROLYSE = action des H+contenus dans leau (libration decations, de SiO4- , de Al(OH)2- ,... ACIDOCOMPLEXOLYSE ou CHELUVIATION =action dacides organiques : entranement descations ; destruction + ou - pousse des dificescristallins.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
48/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4848
ORIGINE de
1) hydrolyse
NEOFORMATION des ARGILES : exemples
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
49/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 4949
La nognse
= noformation dargile partir de SiO4-
et de Al(OH)2- ou Al(OH)2- prsents dansle milieu
ncessite des conditions de pression et
de temprature particulires (rgionstropicales et quatoriales)
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
50/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5050
Lhritage
largile est contenue dans la roche mre
ou le matriau parental du sol ;
largile est libre lors de la dissolutionde certains minraux ;
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
51/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5151
Lhritage
cas typiques des sols dvelopps surR.M. carbonates : dissolution descarbonates et libration des impuretsargileuses
= largile de dcarbonatation
autres cas : loess, marnes, schistesardoisiers
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
52/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5252
4 - le sol : milieu ractif41 Nature et origine des
constituants
42 Ractions dadsorption et de
dsorption
a) mise en vidence
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
53/106
cours de pdologie - DM - 2008 53
Purin
Terre
sableuse
Terre
argileuse
Le purin filtr
garde sa
couleur noire
et son odeur
ammoniacale
Le purin
filtr sort
clair et
sans odeur
Mise en vidence du pouvoir adsorbant du sol :
Doc. 25 - Exprience de WAY (1850) sur la dcoloration et ladsodorisation du purin par passage sur une terre argileuse.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
54/106
cours de pdologie - DM - 2008 54
Solution de KCl
verse
goutte goutte
Terre
argileuseTerre
sableuse
Filtrat riche en
K+
et en Cl-
Filtrat appauvri enK+, riche en Cl
-et
enrichi en autres
cations,
notammentCa2+
Exprience au KCl
Doc. 26 - Adsorption de K+ et dsorption de Ca2+ par deux terres detexture diffrente percoles par une solution de Kcl.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
55/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5555
4 - le sol : milieu ractif41 Nature et origine des
constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption
a) mise en vidence
b) dfinition et modle
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
56/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5656
Le sol fonctionne comme unchangeur d ions et
particulirement de cations
=Capacit dEchange
Cationique
Proprit dadsorptionProprit de dsorption
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
57/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5757
Echangeur A + B+Y- Echangeur B + A+Y-
Le sol comme changeur d ions
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
58/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5858
Argile
-
--
-
-
--
--
-
-
-
-
--
--
NH4+
Ca2
+
K+
Reprsentation du rle de l argile dans les propritsd adsorption.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
59/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 5959
Humus
-
--
-
-
--
--
-
-
-
-
--
--
NH4+
Ca2
+
K+
Reprsentation du rle des acides organiques de lhumus dansles proprits d adsorption.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
60/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6060
Humus
---
-
-- - -
-
-
-
---
--
NH4+
M
K+
Argile
--
-
-
-
- -
-
---
- - -
-- Ca2
+
Reprsentation de la formation dun complexe organo-minral ;rle dans les proprits d adsorption.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
61/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6161
C.A.H.
-
--
-
-
--
--
-
-
-
-
--
--
NH4+
Ca2
+
K+
Doc. 27 - Rle du Complexe Argilo-Humique dans lesproprits d adsorption.
K+
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
62/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6262
C.A.H
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
K+
absorption
C.A.H
Ca
Ca
Ca
CaCa
Ca
K+
K+
dsorption
Doc. 28 - Dpendance des ractions d adsorption et dedsorption.
K+
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
63/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6363
C.A.H.
-
-
-
--
--
-
--
-
--
--
NO3
Ca+
+-
- -
Capacit du CAH retenir des anions.
Pontcalcique
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
64/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6464
4 - le sol : milieu ractif ; proprits chimiques41 Composition et origine des
constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption
a) mise en videnceb) dfinition et modle
c) les 4 lois de lchange
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
65/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6565
Pour un cation donn, un quilibre stablit entre les
cations fixs et les cations libres.
C.A.H
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1re : Loi de l quilibre.
2 L i d l i l
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
66/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6666
L change obit une relation d quivalence.
1 quivalent de charge Xa+ est changcontre un quivalent de charge Yb+
OU
1 centimole+ de Xa+ est change contreune centimole+ de Yb+
2me : Loi de l quivalence.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
67/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6767
1 quivalent = la masse dlment quiapporte une mole de charge +, soit :
eq = masse molaire / valence
OU
1 centimole+ = la masse dlment quiapporte une centimole de charge +, soit :
c.mole+ = masse molaire / valence * 10-2
L ti l d h +
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
68/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6868
La centimole de charge +
210*lmentl'devalence lmentl'demolairemassec.mole1=+
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
69/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 6969
Exemples :
1 eq de K+ = 39 g1 meq de K+ = 39 mg
1 eq de Ca2+ = 40 g / 2 = 20 g
1 meq de Ca2+ = 40 mg / 2 = 20 mg
1 c.mole+ de K+ = 0,39 g ou 390 mg1 c.mole+ de Ca2+ = 0,2g ou 200 mg
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
70/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 7070
La somme des charges est constante pour un
mme sol ; elle dpend de la teneur en collodeset de leur nature ; elle est caractristique d unsol.
La Capacit d Echange Cationique = CEC ou T
meq/100g ou c.mol+/kg de terre
C.A.H.
-
-
--
-
--
--
-
-
-
-
--
--
3me : Loi quantitative.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
71/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 7171
La force de fixation dpend des caractristiques
des ions : rayon atomique et valence.
Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > H+ > K+ > NH4+ > Na+.
Fixation danions possible par ponts calcique ou
ferrique et charges positives en bordure des feuillets.
SiO2 > PO4 > SO4 > NO3 > Cl
maximum 5% de la charge
4me : Loi de la slectivit.
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 7272
4 - le sol : milieu ractif ; proprits chimiques41 Composition et origine des
constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption
a) mise en videnceb) dfinition et modlec) les 4 lois de lchange
d) consquences
CONSEQUENCES
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H
H
OH
OH
+
Ca OH2
Ca2+ C.A.H.
Dsacidification par la chaux
CONSEQUENCES
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CaCl-
KCl
C.A.H.
Cl-
K+
K+Ca
Ca
Dcalcification par le K+
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H+NH4+
C.A.H.
NH4+ NH4
+
r
a
d
i
c
el
l
e
Acidification due labsorption minrale
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4 - le sol : milieu ractif ; proprits chimiques41 Composition et origine des constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption
43 - Capacit d change - Taux de
saturation
a) La Capacit dEchange Cationique
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a) La Capacit dEchange Cationique
Capacit Totale dEchange (T)
=
Capacit dEchange Cationique (CEC)
Quantit maximale de cations de toute
nature que peut fixer un poids dtermin desol.
En milliquivalents.
Ou en centimoles de charges positives
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Somme des Cations Echangeables (S)(Ca2+ , Mg2+ , K+, Na+)
Quantit de cations mtalliques retenus par le
complexe un moment donn.
T - S = teneur en H+
T ou CEC =
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T - S
= ions
H+
fixs
S
=
Cations
fixs
Constance pour un
sol donn
T - S
=
ions H+changea
bles
S=
cationschangeables
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Taux de saturation
V % = (S / T) * 100
Facteurs de variation
richesse en cations de la RM
frquence et importance des apports
importance des dparts (lixiviation,lessivage, exportation,...)
pH
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4 - le sol : milieu ractif ; proprits chimiques41 Composition et origine des constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption
43 Capacit dchange Taux de saturation
44 pH potentiel doxydo-rduction
a) Le pH du sol
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pH du sol = pH de la solution du sol = quantitdions H+ libres un moment donn.
Deux types dacidit :
acidit actuelle ou active
acidit potentielle ou rsiduelle
a) Le pH du sol
D 29 2 i d d idit
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C.A.H.
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
Acidit actuelleou active ; pH
du sol.
Cationmtallique. Acidit derserve ou
potentielle.
Doc. 29 - 2 visages de d acidit :
acidit actuelle et acidit potentielle
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C.A.H.
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
C.A.H.
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
KCl
K+
K+
H+
K+
Terre + eau distill
Doc. 30 les 2 mesures du pH
pH eau pH KCl
Relation pH et taux de saturation :
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Relation pH et taux de saturation :
pH lev V important
pH bas V faible
pH moyen V variable
Causes de mauvaise relation :
nature des collodes
prsence dions Al3+ et Fe3+
nature des cations fixs
tension du CO2 en sols calcaires
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Variations du pH :
type de RM et dhumus (3,5 9,5)
en fonction de la saison
long terme, baisse du pH du fait de lexportationet des pertes de cations.
Doc. 31 - Le pouvoir tampon du sol
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Doc. 31 Le pouvoir tampon du sol
pH
7
Eau V de NaOH N/10V de HCl N/10
Aptitude des
sols sopposeraux variations
de pH
EAU
SABLE
ARGILE
Causes :
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proprits du C.A.H.
acidit active et acidit potentielle
bases et acides faibles
prsence des cations
systmes tampons :
tampon des carbonates : pH 8,6 6,2
tampon des silicates : pH 6,2 5
tampon des argiles : pH 5 4,2 tampon des hydroxydes d Al : pH 4,2 2,8
tampon des hydroxydes de Fe : pH < 3,2
b) Le potentiel Rdox = Eh
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Dfinition : les conditions
oxydorductrices du sol sont lies
laration du sol et la dcomposition
de certains composs organiques.
b) Le potentiel Rdox Eh
Les 4 niveaux de Eh :
1 800 450 V O2 t it ifi ti ti
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1. 800 450 mV : O2 prsent, nitrification active,MO dcompose rapidement
2. 450 0 mV : O2 rare ; ralentissement de laminralisation ; apparition phnomnes derduction :
NO3- N2 (dnitrification)Fe3+ + e- Fe2+ (rduction du fer)3. 0 -200 mV : milieu anoxique ; fermentation
anarobie ; rduction gnralise ; horizon
gris-verdtre.4. -200 -300 mV : rduction totale ; dgagement
de H2S ou de CH4
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O2 H2O Bct arobies
NO3- N2 Bct dnitrifiantes
Fe3+ Fe2+ Bct ferrirductrices (Geobacter ; Geothrix)
S H2S Bct sulforductrices
SO42- H2S Bct sulfatorductrices
CO2 CH4 Bct mthanognes
accepteur final oxyd accepteur rduit
-
potentiel
red
ox
+
fermentations
Relations entre potentiel rdox et respirations
Conclusions pH et taux de saturation :
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p
Sol = systme chimique en quilibre stable,susceptible dvolution mais jamais brutale.
Stabilit = ncessit pour les E.V. du sol
(plantes et microorganismes) et pour les
processus pdogntiques.
Quand sol dgrad : perturbations brutales ettrs importantes des constituants ; souvent
irrversibles court et moyen terme.
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 9393
4 - le sol : milieu ractif ; proprits chimiques41 Composition et origine des constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption43 - Capacit d change - Taux de saturation44 - pH et Eh
45 Ractions de dissolution et deprcipitation
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 9494
4 - le sol : milieu ractif ; proprits chimiques41 Composition et origine des constituants
42 Ractions dadsorption et de dsorption43 - Capacit d change - Taux de saturation44 - pH et Eh45 Ractions de dissolution et de prcipitation
46 Forme des lments - Biodisponibilit461 Les 6 compartiments
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cours de pdologie - DM - 2008 95
Doc. 59 - Schmatisation des 6 compartiments de localisation deslments dans les sols (BAIZE, 1997).
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cours de pdologie - DM - 2008 96
Elts libres Elments lis
Elts biodisponibles Elts non biodisponibles
Non mobilisables
pendant la priode
de croissance
Ionslibrs
pendant lapriode de
croissance
Ionsde lasolut.
dusol
Ionsfaiblementabsorbs,rapidemen
tchangeab
les
Doc. 32 -Biodisponibilit des lments dans le sol.d aprs JL. MOREL - 1997
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 9797
Elts libres Elments lis
Elts biodisponibles Elts non biodisponibles
Non mobilisables
pendant la priode
de croissance
Ionslibrs
pendant lapriode decroissance
Ionsde lasolut.
dusol
Ionsfaiblementabsorbs,rapidemen
tchangeab
les
Fig. 3.17 - Biodisponibilit des lments dans le sol.d aprs JL. MOREL - 1997
462 - Les principaux constituants minraux
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1 - Les trois cations changeables : Ca, Mg, K
2 - Les trois principaux anions : P, N, S
3 - Trois mtaux essentiels : Fe, Al, Mn
4 - Les oligo-lments : Cu, Zn, Co, Mo, Bo
1 - Les trois cations changeables : Ca, Mg, K
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 9999
Le CALCIUM :
Origines : roches carbonates, certains silicates
Rles : nutriment ; facteur pdognse
Formes :
Calcaire inactif
Calcaire actif
Calcium soluble
Calcium changeable
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 100100
Le MAGNESIUM :
Origines : roches carbonates (calcaires
dolomitiques), certains silicates
Rles : nutriment ; (facteur pdognse)
Formes :
Formes complexes insolubles
Mg soluble
Mg changeable
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
101/106
cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 101101
Le POTASSIUM :
Origines : minraux silicats
Rles : nutriment ; (facteur pdognse)
Formes :
K lis aux minraux (90 98% K total)
K rtrograd dans les argiles
K li aux MO (assimilable)
K changeable (1 2% de K total)
2 - Les trois principaux anions : P, N, S
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 102102
Le PHOSPHORE :
Origines : varies : minrale, organique
Rles : nutriment essentiel
Formes :
P insoluble (minraux et formes prcipites)
P organique
P absorb + ou - changeable (argile, humus et
hydroxydes)
P dissous et assimilable (H2PO4- et HPO42-)
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 103103
L AZOTE :
Origines : atmosphrique, organique, engrais
Rles : nutriment essentiel
Formes :
N organique
N ammoniacal = forme transitoire
N nitrique trs soluble, forme assimile
8/14/2019 3 Milieu Chimiq 09
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 104104
Le SOUFRE :
Origines : organique et minrale ; fumes
industrielles
Rles : nutriment essentiel
Formes :
S organique
S assimilable = SO42- , soluble, peu absorbe
S minral (FeS2 et H2S)
3 - Trois mtaux essentiels : Fe, Al, Mn
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cours de pdologie - DM - 2008cours de pdologie - DM - 2008 105105
Pour mmoire : formes mtalliques complexes,
-OH, O2- ; formes souvent peu solubles,
prcipites.
4 - Les oligo-lments : Cu, Zn, Co, Mo, Bo
Origines : minrale, organique
Rles : constituants denzymes
Formes :
solubles aux pH acides, mais lixiviables
insolubles aux pH levs ; carences
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Ractivit du sol = proprits des argiles
surface d change importante
capacit d change cationique = pouvoird adsorption
capacit retenir de l eau
tat dispers ou flocul
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