Choix des matériaux des études :

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Le carbone organique présent dans le sol est oxydé dans un mélange d´une solution de bichromate de potassium (en excès) et d´acide sulfurique à une température de 135 °C. Les ions bichromates, qui colorent la solution en rouge, sont réduits en ions Cr3+ qui colorent la solution en vert. L´intensité de ce vert est mesurée par spectrocolorimétrie. Partant de l´hypothèse que l´oxydation d´un atome de carbone organique produit quatre électrons, il existe une relation entre le Cr3+ formé et la quantité de carbone organique. La méthode est calibrée en utilisant le glucose comme source de carbone oxydable.

4.2.6. Méthode Walkley-Black :

La méthode Walkley-Black repose sur le principe que le bichromate de potassium oxyde le carbone contenu dans le sol. Le bichromate de potassium change de couleur selon la quantité de produits réduits et ce changement de couleur peut être comparé à la quantité de carbone organique présent dans le sol.

Cette méthode permet de mesurer le carbone organique. Elle ne peut être utilisée si les sols contiennent plus de 20 % de MO.

5. Effets des matières organiques sur les propriétés des sols :

5.1. Choix des matériaux des études :

Le choix des matériaux de ces études est une étape primordiale dans le processus d’analyse d’un phénomène ou l’impact d’un paramètre. Dans le cas de notre étude, la question du choix de méthodologie s’est posée dès le début. En effet, les MO se caractérisent par leurs formes variés et complexes, mais aussi par leurs nombreuses interactions avec d’autres composants du sol, tels que les argiles. D’autres éléments contenus dans les sédiments tels que les polluants peuvent également interagir avec les MO.

Afin d’analyser les avantages et les inconvénients de chaque méthodologie utilisée dans la littérature, un état de l’art concernant les méthodes de préparation des échantillons est dressé :

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5.1.1. Matériaux ayant une teneur en MO naturelle :

Dans ces travaux, les chercheurs utilisent des sols prélevés sur un périmètre très important, on trouve par exemple l’étude effectuée par Soane [66] sur 58 sols écossais de teneur en MO différentes. L’objectif de l’étude de Soane [66] était d’analyser l’impact des MO sur la compressibilité et la résistance au cisaillement des sols écossais. Dans ce cas d’étude, il est à noter que le nombre important de points d’analyses permet d’avoir une représentativité très confortable, en revanche, dans le cas où les sols analysés présentent une composition minéralogique et granulométrique différente cela fausserait l’interprétation des résultats. Sen

et al. [67] ont également utilisé 10 sols de teneurs en MO et de classification différentes. Les

résultats présentent quelques incohérences.

5.1.2. Matériaux ayant une teneur en MO reconstituée :

Plusieurs travaux de recherche étudient l’impact des MO sur les propriétés physiques et mécaniques en utilisant des matériaux ayant une teneur en MO reconstituée. Parmi ces travaux, on trouve l’étude menée par Rashid et Brown [68]. Cette étude utilise un sédiment avec une teneur en MO naturelle de 2 %, puis à partir de ce matériau ils ont créé 3 autres matériaux à 0 % ; 3 % et 4 %. Rashid et Brown [68] ont manipulé deux types de méthodes pour reconstituer leurs échantillons, la première est une méthode d’élimination des MO et la seconde est une méthode d’amendement (ajout de MO).

5.1.2.1. Méthodes d’élimination :

Les méthodes d’élimination des MO peuvent être chimiques ou physiques. Les méthodes chimiques utilisent un oxydant (KCl, H2O2, eau de Javel, acide sulfurique) pour éliminer complétement les MO ou en détruire une partie. Les méthodes physiques utilisent un dispositif mécanique (centrifugation, flottation, tri, …) pour séparer les constituants organiques du matériau analysé.

5.1.2.1.1. Méthodes chimiques :

 Oxydation avec de l’eau oxygénée :

Cette méthode a été utilisée dans plusieurs études afin d’éliminer ou modérer le taux de MO dans le matériau analysé [68], [69].

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Selon la norme NBN 589-207-3, la méthode de dégradation consiste à introduire l'équivalent de 500 ml d'une solution à 35 % d'eau oxygénée pour 100 g de sédiment inférieur à 2mm, en trois fois : d'abord 300 ml, puis après deux heures, 100 ml, et enfin après une heure, 100 ml. Le traitement doit être réalisé dans un bain marie à 100 °C. Les MO peuvent être oxydées chimiquement et ainsi être éliminées. Une oxydation implique toujours deux composants : la matière à oxyder et l’agent oxydant. L’agent oxydant comme dans notre cas est H2O2 accepte les électrons et est ainsi réduit. La matière à oxyder élimine quant à elle les électrons. L’oxydation des MO est réalisée progressivement par la formation des produits intermédiaires. Lors de l’oxydation complète des MO, ces dernières sont transformées en produits inorganiques, en eau et en dioxyde de carbone (Figure 14).

 Utilisation de solution de KCl pour l’élimination de MO :

Le traitement au Chlorure de potassium consiste à mélanger l'équivalent de 50 ml de solution de KCl avec 10 g de l’échantillon dans un bain marie à 100 °C. Le traitement se fait en trois étapes : d'abord 10 ml, puis après 20 minutes, 20 ml et enfin 20 ml après 25 minutes. La solution de KCl bascule le pH du matériau vers un pH basic ce qui permettra aux acides fulviques de se dégrader sous la chaleur dans un milieu basique.

 Utilisation de l’eau de Javel pour l’élimination de MO :

La norme NF U44-164 explique la méthode de destruction de MO par attaque à l’eau de javel. De 5 à 10 litres d'eau de javel sont nécessaires par 1000 g d’échantillon. L'eau de javel a l'avantage d'attaquer ni les matières plastiques ni le calcaire.