Limites du modèle

Ce modèle et l'exploitation des résultats expérimentaux dont il est issu sont cependant limités sur certains points.

Tout d'abord, la relation entre les mécanismes de désagrégation et les tests de

stabilité structurale n'est pas directe. Les tests de stabilité structurale proposés par Le

Bissonnais (1996a) illustrent des phénomènes que l'on peut associer majoritairement à un mécanisme. Ils restent cependant des indicateurs plus que des mesures avec des niveaux d'énergie précis.

Le test à l'humectation rapide décrit sans doute la stabilité structurale qui correspond le plus à un mécanisme précis, l'éclatement. La force de désagrégation y est forte et le type d'agrégation pouvant y résister se doit d'être particulièrement résistant. Cependant, Legout et

al. (2004) ont montré que ce test était trop agressif par rapport à des pluies battantes

d'intensité classique (30 mm.h^-1 dans cette étude). L'éclatement généré par le test de Le Bissonnais (1996a) et plus généralement par l'ensemble des tests où les agrégats sont immergés dans l'eau (Yoder, 1936 ; Hénin et al., 1958 ; Kemper et Rosenau, 1986) intervient trop rapidement au cours de la pluie pour être observé (figure 3). D'autre part, ce mécanisme est valable lorsque les gouttes de pluie sont d'une taille équivalente aux agrégats (immersion complète de l'agrégat dans l'eau – Legout et al., 2004).

Les mécanismes décris par le test à l'humectation lente sont moins bien identifiés. Ils dépendent de la teneur en argile des agrégats (Chan et Mullins, 1994). Si la teneur en argile est importante, le gonflement préférentiel va être prédominant. Si la teneur en argile est faible, le mécanisme d'éclatement partiel (ou micro-fissuration) va prendre plus d'importance (Legout et al., 2004). Dans ce cas, l'intensité de la désagrégation va dépendre de l'humidité de l'échantillon et de la taille de la porosité interne de l'agrégat (Le Bissonnais, 1988). L'intensité du test va donc varier d'un échantillon à l'autre et par conséquent, la capacité des polysaccharides à conserver l'arrangement dans l'agrégat va aussi varier selon les conditions. Les corrélations que nous observons dans nos conditions sont donc sans doute difficilement transposables en l'état pour d'autres situations. Il n'empêche que le mode de stabilisation par les polysaccharides reste une hypothèse valide.

Le test de stabilité structurale à la désagrégation mécanique est celui dont les relations avec les facteurs agrégeants sont les moins nettes. Il est difficile de connaître précisément l'énergie mise en jeu dans ce test. Les valeurs de stabilité structurale ne sont pas directement comparables avec les deux autres tests, car l'état initial des agrégats est différent (porosité vide / pleine). L'énergie appliquée sur les échantillons est tout de même importante. Une partie des résultats expérimentaux propose que les hyphes mycéliens soient le mécanisme principal de l'agrégation. L'utilisation des biocides montrent que la relation évolue dans le temps et que d'autres agents agrégeants peuvent avoir leur importance. D'autre part, ce test est celui dont les tendances d'évolution sont les moins nettes. Il pourrait être fortement influencé par l'évolution de l'agrégation dans les zones de fracture de l'agrégat. Ces zones de fracture sont des points faibles de la matrice de l'agrégat où la désagrégation va se faire dès l'application d'une contrainte physique (Kay, 1997). Les hyphes mycéliens et les racines fines sont particulièrement impliqués dans la consolidation de ces zones de fracture à l'échelle du macro-agrégat (Tisdall et Oades, 1979 ; Miller et Jastrow, 1990). Lorsque ces zones de fracture expliquent la désagrégation, l'effet des facteurs agrégeants est ponctuel et sans doute variable.

Le modèle ne prend pas non plus en compte tous les facteurs agrégeants de la littérature. Pour plusieurs auteurs, les composés humiques jouent un rôle important dans la stabilisation des agrégats. Martens (2000a et 2000b) considérait les composés humiques et les acides phénoliques comme les facteurs agrégeants principaux issus de la décomposition des matières organiques. Après 84 jours à 22°C, les acides phénoliques étaient bien corrélés avec la stabilité structurale. Au même pas de temps et pour des conditions proches, nous n'observons pas d'évolution de la stabilité structurale pouvant correspondre à un effet lié aux composés humiques. La plupart des autres études propose un effet de ces composés humiques à des pas de temps plus longs que ceux mesurés (Gerzabek et al., 1995).

D'autre part, le modèle ne prend pas non plus en compte le comportement des

échantillons vis à vis de l'eau. Monnier (1965) observait des évolutions de la mouillabilité des

échantillons en fonction du stade physiologique des champignons (hydrophobicité liée aux spores). D'autres études observaient une augmentation de l'hydrophobicité de composés d'origine fongique comme la glomaline au cours du temps (Wright et Upadhyaya, 1998 ; Bronick et Lal, 2004). La capacité du sol à retenir l'eau évolue aussi au cours de la décomposition (Sonnleitner et al., 2003). L'hydrophobicité et l'hydrophilie sont des

120 caractéristiques importantes de la résistance à des contraintes induites par l'eau (Le Bissonnais, 1988 ; Chenu, 1989 ; Chenu et al., 2000). Elles n'ont pas été mesurées dans ces expériences et n'apparaissent pas non plus dans le modèle.

Ce modèle est établi à partir de nos conditions expérimentales. Les pas de temps et les effets des différents produits seraient sans doute sensiblement différents dans d'autres conditions. L'effet des facteurs agrégeants peut être différent selon le type de sol (Degens et

al., 1996), la température (Metzger et al., 1987) ou la teneur initiale en M.O. (Molope et al.,

Figure 34 : modèle conceptuel de stabilisation des agrégats par les agents biologiques au cours de la décomposition

Ap

por

t d

u

pr

odu

it

P

has

e 1

P

has

e 2

P

has

e 3

intensité forte _{intensité faible}^{Désagrégation}

Particules stables

Agrégation initiale (fonction de l'état initial)

Stabilisation par les polysaccharides

Stabilisation par les hyphes (maillage)

Stabilisation par les polysaccharides toujours présents

État final (fonction de l'historique des évolutions précédentes) Évolution peu marquée

Hyphes mycéliens Polysaccharides Décomposition forte Décomposition faible Macro-agrégat Hétérogénéité spatiale selon activité biologique Développement d'hyphes et production

4 Caractérisation des matières organiques apportées et

relation avec les évolutions de la stabilité structurale

L'objectif de ce chapitre est de mettre en relation les caractéristiques des produits organiques avec les évolutions de stabilité structurale et des différents facteurs agrégeants (figure 35). Les différentes caractérisations des produits sont tout d'abord présentées et discutées. Puis, les dynamiques d'évolution des produits au laboratoire seront utilisées pour poser des hypothèses quant aux relations entre qualité des produits et stabilité structurale.

Figure 35 : Démarche de l'étude, chapitre 4

Chapitre 6

Modèle de prédiction de la stabilité structurale au cours de la décomposition des matières organiques apportées

Dynamique de la stabilité structurale au champ Chapitre 5 Co nd it io ns au c h am p

Caractéristiques des

matières organiques apportées

Chapitre 4

Facteurs agrégeants Stabilité structurale

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