Les vertisols du sud est de la Beauce

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Les vertisols du sud est de la Beauce

N. Fedoroff, J.C. Fiès

To cite this version:

N. Fedoroff, J.C. Fiès. Les vertisols du sud est de la Beauce. Bulletin de l’Association Française pour

l’Etude du Sol, 1968, pp.19-32. �hal-02732591�

Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Soi — 1 1968

Les vertisols du Sud-Est de la Beauce

par N. FEDOROFF,

Laboratoire de Géologie-Pédologie de l'E.N.S.A. de Grignon,

et J.-C. FIES,

Laboratoire des Sols, C.N.R.A. Versailles

Les vertisols ont d'abord été décrits dans des régions relativement chaudes à saison sèche bien marquée, puis petit à petit on en a trouvés dans des régions de plus en plus septentrionales. En Europe occidentale, on connaît des sols à caractères verti- ques déjà depuis plusieurs années, les pédologues allemands les ont décrits sous le nom de pélosols, en France, M. Bonneau, Ph. Duchaufour, F Le Tacon et Nguyen Kha

(1967), viennent d'en décrire dans la région de Saint-Dié. Les auteurs dans le cadre de la cartographie des sols de la France ont mis en évidence dans le S.-E de la Beauce des vertisols typiques passant à des vertisols « dégradés dans la partie N.-0.

de la forêt d'Orléans.

I. — GENERALITES

Situation géographique :

Les vertisols typiques (série SA (k) — 1v) s'étendent suivant une bande orientée -E. dont la limite septentrionale passe par Escrennes-Ascoux (à 4 km au sud de Pithiviers) et la limite méridionale correspond sensiblement aux premiers bols précédant la forêt d'Orléans. Leur limite n'a pas été cherchée, ni vers l'ouest, ni vers l'est.

Les vertisols « dégradés o sont englobés dans la série SA - 3 lv dont ils consti- tuent dans la zone cartographiée moins de 15 %; on les trouve dans les bois qui précèdent la forêt d'Orléans, mais les profils les plus typiques ont été observés dans la partie nord-ouest de cette forét, au sud de Chevilly

Le climat (figure 1) :

Le climat du sud-est de la Beauce est du type atlantique avec une température moyenne annuelle de 1008 C et 636 mm de précipitations annuelles (station d'Orléans- Bricy). Pendant la période végétative, les précipitations sont de l'ordre de 300 mm l'insolation pendant cette période est relativement faible : 1.400 heures environ.

Le diagramme de H. Gaussen indique une période sub-sèche de presque deux mois.

Le déficit annuel des précipations moyennes sur l'évapotranspiration potentielle (for- mule de L. Turc) est de 42 mm, pour la période végétative, il est de 245 mm. Il est à remarquer que la période déficitaire est plus longue que la période sub-sèche.

Les données moyennes masquent les étés secs, comme le montre l'exemple de l'année 1964 (figure 1), cette année-là, le déficit estival fut de 390 mm.

Uhiver est relativement doux, la 'moyenne du mois !le plus froid est 6°2 C. Les gelées sont peu nombreuses et n'affectent que la partie superficielle du sol. L'ennei- gement est lui aussi peu important. Le froid n'a guère d'action sur ces vertisols, il favorise tout au plus le self-mulching.

(*) Le .laboratoire de Géologie-Pédologie de l'E.N.S.A. de Grignon avait la charge du lever de l'angle S-W de la feuille de Paris au 1/250.000e.

19

Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol — N° 1 1968

ORLEANS (121 m )1008

Ca ol

80mm

A

-18,0 0,4

36°7 ORLEANS (121m)10 0 5 [1864]

441 536

100

70

6

5

30

20

10

20

11111111111111111

Réserve en eau du sol

tion d'Orléans - Briey. Diagramme H. GAUSSEN.

A) Moyennes calculées sur B) Année 1964.

100

90

80

70

FIGURE 1 B. — Dia- 60

gramme hydrique d'Or- ⁵⁰ léans-Bricy. Durée d'in- 40

solation : moyenne cal- culée sur les années

1946-1960.

Température

moyenne : moyenne calculée sur les années

40

1.7

-

ans.

de

FIGURE 1 C. — D gramme hydrique d'C léans-Bricy. — Ann 1964 :

P = 441 mm.

E.T.P. = 689 mm.

Les réserves en eau sol sont supposées les à 100 mm.

Drainage : 94 mm.

Déficit : 306 mm.

1921-1950 : P = 636 mm.

E.T.P. = 682 mm.

Les réserves en eau du sol sont supposées éga- les à 100 mm.

Drainage : 100 mm.

Déficit : 141 mm.

20

Drainage

Réserve r=7:77.7

K

*111111111 ‘11111

IO°

o IIMM22222253 122Z&MI FIGURE 1 A. — Le climat du Sud-Est (ie.

la Beauce d'après les données de la sta-

40

1:111:1111.1C21 211:111MC

—

Argiles quartzeuses

Calcaire de Pithiviers

• • •

•

• • • • •

• • • • •

Limons

Mornes et sables de l'Orléanals

1 km Sables de Sologne

BOIS DE

PiTH IVI ERS CL ER EMBAULT

Rend zinel K nA:Irn

Sols bruns lessivés L L (k)-1 (1)

Ve rlisols

SA( k)_10

1

Vertisols

SA (10_1v

i

ir Podzoliques SA(In)_3 lori

130m

FIGURE 2. — Coupe géologique schématique à travers le Sud-Est de la Beauce

350 350

- .

•A &,'\ ..,,

1 i „.:

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Illv il--‘1111,11111,11,(0

-,,, li

590

340 340

I ^•

CI 1 2 3 41,n, SA(k)_3 lv et SA(k)-4(I) v

1

putt ^{II Il[}

ip

IMPPAHE

Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol — N° 1 1968

CARTE PEDO LOG IOUE DE RECONNAISSANCE

S•W. DE LA BEAUCE ET PARTIE ORIENTA LE DELA FORET

590 D'ORLEANS

FIGURE 3 22

Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Soi — N° 1 1968

Le contexte géologique (figure 2) :

Le substratum de cette région est formé de calcaires et de marnes calcaires, les uns et les autres lacustres, déposés entre le Stampien supérieur et l'Aquitanien (N. Desprez et Cl. .Mégnien, 1965). Notons que les calcaires de l'Aquitanien supérieur ou calcaires de Pithiviers sont marneux.

Au Burdigafien, ces calcaires furent recouverts par des sables quartzo-feldpathiques, ce cycle sédimentaire s'est terminé par un dépôt de marnes blanches à lits irréguliers d'argiles vertes.

Par dessus se sont étalés les sables de Sologne, eux aussi quartzo-feldpathiques.

Le Burdigalien affleure en bordure septentrionale de la forêt d'Orléans : c'est sur les marnes blanches que se sont développés les vertisols « dégradés », la partie centrale de la forêt est située sur les sables de Sologne. Vers le nord, les formations détritiques (il est difficile de les raccorder de façon précise, soit au Burdigalien, soit aux sables de Sologne) se prolongent jusqu'à la ligne Escrennes-Ascoux par des argiles à sable grossier, leur épaisseur ne dépasse guère un mètre ; c'est sur ces argiles que se sont développés les vertisols typiques. Au nord de cette ligne, l'épais- seur de ces argiles se réduit à une dizaine de centimètres, elles forment un simple niveau à la base des limons quaternaires.

Au Quaternaire la Beauce a été recouverte par des limons éoliens dont l'épaisseur dépasse rarement le mètre. Dans la région cartographiée, les limons ne dépassent pas la ligne Escrennes-Ascoux.

Il. — LES VERTISOLS

Les vertisols typiques se sont développés sur les argiles à sable grossier (quand leur épaisseur est comprise entre 50 et 100 cm) reposant sur les calcaires marneux de Pithiviers, leur formule de série est SA(k) — 1v. (Nous avons adopté le système de définition des séries de sols utilisé au service de la cartographie des sols du département de l'Aisne, M. JAMAGNE, 1966.)

Quand l'épaisseur des argiles à sable grossier devient inférieure à 50 cm, on passe à des rendzines noires, leur formule de série est KkA — 1m.

Vers le sud, la couverture détritique s'épaissit, deux cas se présentent :

— Si en profondeur il n'existe pas de marnes, on note la présence d'un horizon B textural avec une transition entre le A2 et le Bt, toujours horizontale et brutale, la podzolisation est souvent très avancée, la formule de série de ces sols est SA — 3 lp ;

-4–

FIGURE 3. ^— Légende de la carte pédologique de reconnaissance du Sud-Est

de la Beauce et de la partie orientale de la forêt d'Orléans.

Kk A-1rn : Rendzines noires développées dans un matériau argileux reposant sur un substrat calcaire peu profond, favorablement drainées.

S A (k) - 1 : Vertisols développés dans un matériau sédimentaire argileux reposant sur un substrat calcaire profond (plus de 80 cm), favorablement drainés.

S L (k) - 1 (1) : Sols bruns lessivés developpés sur un limon loessique reposant sur un substrat calcaire profond (plus de 80 cm), favorablement drainés.

S A (k) - 3 1v et S A (k) - 4 (1) y : Sols lessivés à caractères vertiques et sols bruns lessivés à caractères vertiques développés sur un matériau sédimentaire argileux reposant sur un substrat calcaire profond (plus de 80 cm), impar.- faitement et faiblement drainés.

S 1' ^- 4' lp : Sols lessivés à podzol secondaire développés sur un matériau sédimen- taire sablo-argileux, faiblement drainés

S A - 5 lp : Sols lessivés à podzol secondaire développés sur un matéliau sédimen- taire argileux, très faiblement drainés.

S x S ^- 1 dp Sols lessivés fortement dégradés à podzol secondaire développés sur un matériau sédimentaire sableux à charge de galets siliceux, favorable- ment drainés.

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Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol — N° 1 1968

— Si, en profondeur, des marnes sont présentes, le 'lessivage est beaucoup moins marqué, la podzolisation, si elle existe, n'est pas visible morphologiquement et des horizons vertiques résiduels sont visibles en profondeur, nous appelons ces sols des

vertisols » dégradés », leur formule de série est SA(k) — 4 (i)v.

Vers le nord, la couverture détritique disparaît presque et l'on passe aux limons, sur ceux-ci on observe des sols bruns lessivés dont la formule de série est LL(k) — 1 (I).

Les vertisols typique : SA(k) ^— 1v

Au cours des prospections nous avons noté une remarquable homogénéité morpho- logique des sols de cette série, celle-ci a été confirmée par les résultats analytiques.

Le profil décrit, Pi-5 a été observé le 8 juillet 1966 au sud-ouest d'Ascoux (Feuille de Pithiviers au 1/50.000°, C.L. x = 592.150, y = 46.450, z = 114 m) dans un champ de maïs.

Le matériau parental est une argile à sable grossier épaisse de 125 cm reposant sur les calcaires de Pithiviers marneux, relativement tendres.

La surface géomorphologique est de toute évidence ancienne, elle date probablement de la fin du Tertiaire. Il est à noter que les calcaires de Pithiviers sous les argiles ne présentent jamais de traces d'actions gélives.

Le drainage Interne est favorable.

Description du profil Pi^-5 :

Ap 0 — 25 cm : Argile, brun très foncé, 10 YR 2/2 - Structure grumeleuse moyenne, bien développée, stable - Vers le milieu de l'horizon, taches gris bleu autour de débris organiques partiellement décomposés - Nombreux grains de quartz et quelques graviers calcaires très émoussés - Nombreuses racines fines - Limite distincte.

B2 25 — 75 : Argile, brun gris, 10 YR 4/2 - Structure polyédrique grossière se résolvant en une structure polyédrique fine, les angles sont très aigus, elle est bien développée et les agrégats sont très stables - Nombreuses faces de glisse- ment se recoupant toujours obliquement - Très collant à l'état humide et très dur à l'état sec - Nombreux grains de quartz et quelques graviers calcaires - Nombreuses racines fines - Limite graduelle.

B375 — 100 : Argile, brun olive claie, 2,5 Y 5/4 - Même structure qu'en B, - Nombreuses faces de glissement - Légèrement calcaire - Très nombreux grains de quartz, assez nombreux graviers calcaires - Limite graduelle.

C 105 — 125 : Argile, brun jaune clair, 2,5 Y 6/4 - Calcaire - Très collant à l'état humide - Nombreux graviers calcaires, polyédriques émoussés à mamelonnés, enrobés d'argile passant progressivement à des graviers et des cailloux cal- caires très nombreux entre lesquels se glisse l'argile - Limite graduelle.

R 125... : Calcaire jaunâtre, tendre.

Nous sommes en présence d'un vertisol typique, un vertisol clair de régions humides (un Chromudert).

En effet :

Sur le terrain, on observe :

— des fentes larges de plusieurs centimètres et dont la profondeur peut atteindre 80 cm, en surface, elles forment un réseau grossièrement polygonal ; ces fentes appa- raissent chaque été, mais ne prennent un grand développement qu'au cours des étés secs ;

— des faces de glissement dont la surface peut atteindre plusieurs décimètres carrés, elles sont nombreuses entre 25 et 105 cm ; elles se recoupent toujours obliquement ;

— une couleur ayant à l'état humide un chroma inférieur ou égal à 2 et une valeur ne dépassant pas 4;

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Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol - N° 1 1968

TABLEAU ANALYTIQUE N° 1 LES VERTISOLS TYPIQUES

(Ana yses effectuées au Laboratoire de l'O.R.S.T.O.M. a Bondy)

'rofil Pi 5

41, 132 83 C

Profondeur Fractions granulométriques en % Argile LF 10 SF SC

2u

Refus à 2 mm

ph CO3 Ca

162 0 Kol en %

Matières organiques

C en

% am

N en

%

imamme C/N

0 - 25cm 25 - 75 75 - 105 105 - 125

58,2 16,2 3,4 3,9 13,1 57,2 16,6 10,6 3,3 12,2 56,1 17,6 7,1 3,8 15,3 56 18,1 8,3 3,3 13,7

Tr Te Te Tr

7,4 6,4 Te 7,9 6,7 Te 8,1 7,1 11,1 8,1 7.2 22,1

3,6 1,5 1,0 0,8

2,09 0,87 0,57 0,45

0,2 0,006 0,066 0,053

10,4 10,0 8,6 8,4

Ap B2 83 C

Matières humiques totales en %

C7,..Ac•

humi- ques

07..ac fulvi- ques

Instab - lité

IS (2)

K cm/h (2)

Perméabi- lité MUNTZ en cm/h

(3) .

Bases échangeables en m.6 pour 100g de terre

T pour 1008 d' argile

Ca Ni K Na S T 8/T

2,44 1,11 0,60 -(1)

.,...

1,22 0,68 -(1) -(1)

1,22 0,43 -(1) -(1)

1,13 0,81 - -

3,92 - - -

24 - - -

39,1 41,4 46,1 43,7

2,34 2,35 0,62 2,18

1,37 0,57 0,49 0,47 -

0,14 0,16 0,22 0,18

42,9 44,5 47,4 46,5

48,8 45,2 43,3 41,8

08 98 109 111

75 75 75 75

Ap 82 83 C

Fer libre en Y

-

Eléments totaux Perte au feu

en Résidu

% (4 Si02 A1203

Fe0 2 3 TiO 2 Me Cal Mg0 K Na 0 2 SiO

,...-2 Al20 3'

Si0- ...._-2 R20

3 1,4

1,4 1,1 1,2

- 10,15

- -

0,80

- - 50,70

- -

- 23,00

- . 9,00

- - a -. --.

-

0,71 - 0,27

--- 1,42 2,11

- 0,27

-

• 3,74

- -

- 2,99

- -

kl7

83 C

Détermination Kaolinite

des Illite

argiles aux Rx

Montmorillonite (1) -Séparation argile-humus mposs'ble.

- Te - -

- Tr - - B2

- Assez mal

cristallisée

(2) -Test de BENIN.

(3) -Mesure d'infiltration IMBU exprimée en cm d'eau infiltrée par heure sous une charge de 3cm.

(4) -Eléments totaux par attaque Triacide sur fraction argileuse .4 2 microns.

EJtraction par 1-1 202 , 1602. N/5 , 16314 OH.

.sam - une tendance nettement marquée au self-mulching, celui-ci affecte aussi bien l'horizon Ap que l'horizon B2 (pour le 132 cette propriété a été observée dans les déblais de fosses pédologiques) ;

- une remarquable homogénéité du profil jusqu'à 75 cm.

L'étude de ce sol au laboratoire montre* :

- une teneur élevée en argiles, légèrement supérieure à 50 %;

- une composition granulométrique remarquablement constante à travers tout le profil ;

- bien que la teneur en matières organiques soit faible, la couleur est foncée, elle décroît assez progressivement vers le bas ; il est à noter que la séparation de l'argile et de l'humus est particulièrement difficile ;

- le complexe absorbant est quasi saturé ;

- une forte capacité d'échange, ramenée à 100 g d'argiles, elle est de l'ordre de 75 m.é.;

() Les analyses ont été effectuées au laboratoire de l'O.R.S.T.O.M. à Bondy. Les auteurs remercient chaleureusement M. G. Aubert de son amabilité.

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Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol — 1 1968

— un rapport Si02/A1203 voisin de 4 ;

— l'étude de la fraction argileuse aux rayons X montre une dominante très nette de la montmorillonite, cela confirme les deux résultats précédents ; notons que cette montmorillonite est assez mal cristallisée et qu'elle est ferrifère.

Les vertisols « dégradés » : SA(k) — 4 (I)v

Les sols de cette série sont loin de présenter l'homogénéité des sols de la série des vertisols typiques, cela s'explique aisément : les vertisols typiques sont en équi- libre stable tandis que les vertisols « dégradés » peuvent se trouver à des stades divers de leur dégradation. Décrivons un profil fortement « dégradé » en surface, mais dans lequel les horizons vertiques se sont bien conservés en profondeur.

Ce profil a été observé le 8 juillet 1966 dans la forêt d'Orléans au sud-sud-est de Chevilly (Feuille d'Orléans au 1/50.000', C.L. x =- 568.150, y = 335.000, z = 129 m) dans un taillis sous futaie de chênes, la strate herbacée est dense, les graminées, parmi lesquelles domine la molinie, donnent des touradons.

Le matériau parental est une argile à sable grossier, épaisse de 130 cm, reposant sur un calcaire marneux, farineux, très tendre.

La surface morphologique est probablement ancienne ; dans ces matériaux meu- bles, il est difficile de préciser un âge.

Le drainage interne est très faible.

Description du profil Or 1

02 2 — 0 cm : Matière organique assez bien décomposée, du type hydromoder - Horizon discontinu.

Ag 0 — 10 Argile sableuse, gris, 10 YR 5/1, à nombreuses gaines, rouge jaune, 5 YR 5/8 autour des racines - Structure polyédrique fine, bien développée, les agrégats sont stables - Racines nombreuses, pénétrant dans les agrégats - Nombreux grains de quartz, un certain nombre sont lavés - Limite distincte.

A,,g 10 — 30 : Argile, gris brun clair, 2,5 Y 6/2 - Nombreuses taches, jaune rouge, 5 YR 6/8, irrégulières, assez petites, à limite très nette, surtout développée à la surface des agrégats - Structure polyédrique grossière se ressolvant en struc- ture polyédrique fine, bien développée, très bonne stabilité des agrégats - Racines nombreuses - Nombreux grains de quartz - Limite distincte.

Bg 30 — 50 : Argile, gris olive clair, 5 Y 6/2 - Taches, jaune brun, 10 YR 6/8, moins nom- breuses, mais plus larges que dans l'horizon précédent - Structure polyédrique grossière à tendance prismatique, bien développée, agrégats stables - Faces de glissement nombreuses, larges, se recoupant obliquement - Quelques racines moyennes - Nombreux grains de quartz - Limite distincte, mais irrégulière, loca- lement l'horizon disparaît.

Bg-13213 50 — 55 : Argile, gris, 2,5 Y 5/0 - Taches peu nombreuses, jaune 10 YR 7/6 - Struc- ture polyédrique grossière à tendance prismatique, bien développée - Nombreuses faces de glissement - Quelques racines - Nombreux grains de quartz - Limite graduelle.

132b 50 — 80 (110) : Argile, gris foncé, 2,5 Y 4/0 - Taches peu nombreuses, jaune

10 YR 7/6, localisées autour des racines - Structure polyédrique grossière, bien développée, agrégats stables - Très nombreuses faces de glissement parsemées de grains de quartz - Nombreux grains de quartz - Horizon d'épaisseur variable à limite distincte, ondulée.

133b 80 — 130 : Argile, gris clair, 2,5 Y 7/0 - Taches nombreuses, assez grandes, brun très clair, 10 YR 7/4 - Horizon compact et massif se ressolvant en polyèdres moyens et fins - Nombreux grains de quartz et graviers calcaires, très émoussés - Limite distincte.

Cb 130... : Calcaire farineux, très tendre, blanc.

L'examen du profil amène à penser que nous sommes en présence d'un sol peu évolué, engorgé dès la surface, reposant sur un vertisol ou éventuellembe formé à partir de celui-ci.

26

Loa, 10 I

LEGEND2E

mesurée suivant le protocol normal.

o Percolation

Figure 4 Stabilité structurale d'un vert isol typique et d'un verfisol dégradé. Test de Henan

LOSI 101(

0

Pi5

•

O 0

Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol — N° 1 1968

Les horizons B2b, B2b et Cb constituent un profil de vertisol typique.

En effet, l'horizon B2b possède des faces de glissement larges, nombreuses, se re- coupant obliquement, une couleur dont le chroma est inférieur à 1,5 (bien que la teneur en matières organiques soit inférieure à 1 %) et une tendance •nette au self-muiching

(observée sur les déblais de la fosse pédologique). Les résultats analytiques pour ces horizons montrent de plus que ce vertisol enterré a tous les caractères des vertisols de la série SA(k) — lv :

— la composition granulométrique est indentique, remarquons que la teneur en ar- giles est légèrement supérieure à 55 % ;

— une stabilité structurale et une perméabillité (test de Henin) identiques (fi- gure 4) ;

Percolation mesurée pendant une heure, mais après 48 heures d'immersion dans l'eau.

Echantillon de surface.

10 — 30 cm A i2g 35 — 40 cm Bg 55 — 80 cm B2 b 80 — 85 cm B3 b

• P.5

NOTA. — Le Test de percolation pour les horizons hydromorphes du vertisol « dégradé « donne des résultats aberrants par rapport aux observations de terrain. Cela pro- vient du fait que les agrégats n'arrivent pas à se réhumecter, même après 48 heures et se comportent en fait comme des graviers.

Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol ^- N° 1 1968

TABLEAU ANALYTIQUE N° 2 LES VERTISOLS « DEGRADES »

(Ana yses effectuées au Laboratoire de l'O.R.S.T.O.M. à Bondy)

Profil Or 1

Allg A 12 8 Bg 826 B3 6

Profondeur Fractions granulemitriques Argile IF LG SF SC

Refus à PH CO3 Ca 2roe en% 1120 Kcl en %

Matieres Organiques

C en

% N en

- c/N

0 - 10 10 - 30 30 - 50 55 - 80 80- 130

3G,15 15 8,7 13,3 24,9 50,0 13,2 7,7 9,4 19,7 55 11 6 8,8 17,2 53,7 12,7 7,7 7,7 18,1 57,9 11,6 6,6 7,7 16,1

Tr 4,8 4,0 0 1,1 5,2 4,0 0 Tr 5,3 3,9 0 Tr 6,9 5,3 0 Tr 5,7 4,8 0

7,6 1,5 0,4 0,5 0,3

4,41 .0,89 0,22 0,31 0,17

0,22 0,05 0,02 0822 01315

20,2 17,8 12,2 14,1 11,1

Cb - - - - - 0 8,7 7,8 88,3 - - -

Instabilité Perméabilité Perméabilité Bases échaageables m.é pour 100 gr. de terre T/100 gr Fer

IS Cl) K en cm/h MUNTZ (2) d argile libre

Ca S T SIT

(1) en an/h en %

A1e;

0,10 273 5 11,7 2,42 0,49 0,12 14,7 29,5 50 60 1,0

Ale ^{0,57 46,2 0 21,4 2,81 0,24} 0,29 24,7 34,8 71 65 1,3

Bg - 0 28,6 4,22 0,30 0,47 33,6 42,3 79 75 1,0

32b 1,08 4,04 0 33,6 3,91 0,32 0,52 38,3 45,0 85 80 0,9

83 6 - - 33,9 3,43 0,30 0,53 38,2 50,8 75 85 0,9

_ Eléments totaux en % 4)

A1+4- échangeable A1 203 Fe203 Si0 2 Perte Résidu Si02 A1 203 Fe203 TiO Mu0 Ca0 Mg0 K20 Nc2 0 en m.é en %• età3 . en %, au feu

H

• Ang 0,58 13,25 12,85 17,70 +1,55 2,15 52,10 24,00 6,00 0,25 - 0,24 1,51 1,32 0,22

Ag 0,68 17,95 20,0 21,30 9,65 1,25 52,75 23,00 8,50 0,80 - 0,14 1,48 1,28 0,27

Bg 0,41 16,05 16,45 18,70 - -

112b 0,05 14,16 16,45 18,20 9,45 1,15 52,50 24,00 9,00 0,75 - 0,23 1,65 1,45 0,25

• 143 6 0,04 13,25 14,30 12,20 - -

Cb - - - - - -

4e■em■sera e-02/A1 D 2/8203 Détermination des /Argiles aux Ex La séparation dans c e. profil de 1 argile

2 3 Kaolinite Illite Montmorillonite et de l'humus est impossible.

(1) Test de BENIN Ali g 9'68 3,17 un peu Tr abondante - assee mal

cristallisée,

(2) Mesure d'infiltration MUNTZ exprimée en cm d'eau infiltrée par heure sous une charge de 3 cm.

A12 8 3'89 3,14 Un peu Tr Abondante (3) Méthode de Ph. Duchaufour et de B"U2 i 7: l9 :: . C: Iy 1

effectuée-

5g - - - - au laboratoire Géologie-Pédologie-

de

gi.

de l'E.N.S.A. de GRIGNON.

B2 b

3,71 2,99 ua peu Tr Abondante (4) Elements totaux par attaque triacide sur fraction argileuse < 2 microns.

B3 6 . - - - - Extraction par R0 • 1101 N15 ,

• NEOH. 22

Cb - - - - - 4

- une capacité d'échange élevée, ramenée à 100 g d'argiles, elle atteint 80 m.é. ; - une grande difficulté de séparer l'humus des argiles ;

- la composition chimique de la fraction argileuse est également identique, les rap- ports Si02/A1203 et Si02/13203, ainsi que la teneur en MgO et en K20 ont des valeurs très proches de celles déjà obtenues ;

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Bulletin de l'Association Française pour l'Etude du Sol — N° 1 1968

— la nature minéralogique des argiles est également identique.

L'engorgement de fa partie supérieure de ce profil se traduit par :

— une tendance des graminées à croître en formant des touradons

— la présence de gaines rouilles autour des racines dans le Ag ;

— un mouvement important, mais très localisé du fer.

En effet, les argiles perdent leur couleur, gris foncé, 2,5 Y 4/0 pour une couleur, gris olive clair, 5 Y 6/2. Il y a dissociation du complexe argile-fer, mais aussi extraction par- tielle, mais importante de fer du réseau argileux ; en effet, on passe de 9 % de Fe 20 3

(méthode triacide) dans le 113.b à 6 % dans le kg. Ce fer libéré migre très peu, sauf de l'horizon Ang vers le A ng, c'est dans ce dernier horizon que l'on observe le maximum de taches rouilles, observation que confirment les résultats analytiques.

Dans les horizons vertiques, Phydromorphie progresse par les conduits racinaires ; en effet, les racines sont entourées de gaines jaunes.

Il est nécessaire d'insister sur ce processus car, en général, dans les sols lessivés hydromorphes, en profondeur les conduits racinaires sont tapissés de revêtements argi- leux totalement déferrifiés.

L'analyse granulométrique montre clairement que les trois horizons supérieurs cons- tituent un sol lessivé dont l'indice d'entraînement atteint presque 1,5. Il ne peut s'agir de contamination par des limons éoliens, en effet, la teneur en limons est constante dans tout le profil et l'étude des lames minces de ce sol montre de façon nette l'homogénéité du matériau parental. il n'y a pas de revêtements d'argile visible sur le terrain, en lames minces, on note de très nombreux n'Uns de tension dont certains pourraient être des cutans d'illuviation remaniés. Dans ce sol, les tensions lises à la nature des argiles pro- voquent un micro-remaniement important qui déforme les cutans d'illuviation au fur et à mesure qu'ils se forment. Les argiles migrent sous forme déferrifiée. On note aussi une migration •de l'alumine libre (dosée par la méthode de Ph. Duchaufour et B Souchier,

1966) de l'horizon An g vers le A,,g.

Des grains de sables délavés dans le Ang, un pH assez bas et la présence d'alumi- nium échangeable indiquent un début de podzolisation. Mais le processus n'est percep- tible, ni à travers l'analyse chimique de la fraction argileuse du Bg, ni par son étude aux rayons X. Cette podzolisation est provoquée par une matière organique très agressive, mais elle se développe dans un milieu peu préparé : le complexe absorbant est encore fortement saturé, 50 % dans le Ag et 79 r!'o dans le Bg, le lessivage des argiles est à peine commencé, le milieu est encore très riche en argile.

1.1 est hors de doute que l'ensemble du profil était primitivement un vertisol identique à ceux de la Série SA(k)-1v, il en diffère uniquement par la nature du substratum, ceux de la série SA(k)-1v reposent sur des calcaires marneux relativement durs et perméables tandis que les vertisols « dégradés » se sont formés sur un calcaire farineux tendre à lits d'argile, l'ensemble est très peu perméable, cette faible perméabilité est très certaine- ment la cause principale de leur engorgement. Mais la cause immédiate de celui-ci pour- rait être une variation du climat, au cours du Quaternaire, dans le sens d'une humidité plus grande. Dans un premier temps, l'engorgement a provoqué la disparition des carac- tères vertiques dans les horizons supérieurs, plus particulièrement du self-mulching, ceci a eu pour conséquence immédiate un engorgement accru. Dans ce profil, le lessivage et la podzolisation ont donc été induits par l'engorgement : les argiles se sont déferrifiés ce qui favorise leur migration ; en même temps, il s'est formé une matière organique acide très agressive qui a provoqué un début de podzolisation.

Ce sol se classe comme un sol lessivé hydronnorphe à épipedon umbrique formé sur un vertisol de régions humides (Thaptopelludertic Umbraqualf).

Un tel diagnostic néglige évidemment la podzolisation débutante.

III. — L'ORIGINE DES VERTISOLS DE LA BEAUCE

Rappelons d'abord les conditions nécessaires à la formation d'un vertisol.

Il faut qu'au cours de l'année le sol se dessèche suffisamment, une ou plusieurs fois pour donner des fentes larges de plusieurs centimètres et profondes de plusieurs dizaines.

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Cette condition, comme le montre l'étude de R. Dudal (1967) se réalise sous une gamme de climats très variés.

Par ailleurs, le sol doit constamment rester saturé en cations bivalents : Ca++

et Mg++, sans être engorgé de façon notable ; ceci suppose un drainage modéré. L'ali- mentation en cations bivalents se fait, soit par des cations dissous dans les eaux de drai- nage latéral, boit par des cations facilement libérables par le substratum : cas des mar- nes et des marnes calcaires (S. Caillère et S. Henin, 1963).

Le matériau parental doit être constitué dans une large proportion d'argiles ou de minéraux facilement altérables. La saturation en cations bivalents tend à la formation d'argiles gonflantes, du type montmorillonite.

En Beauce méridionale, au Miocène sur les calcaires marneux de Pithiviers, se sont étalés des sédiments détritiques peu épais, probablement une arkose quartzo-feldpathi- que, l'altération des feldpaths a dû se faire sur place. Toutes les conditions étaient réu- nies pour la formation d'un vertisol : les sédiments détritiques ont fourni l'argile et les calcaires marneux l'ion calcium. Ces vertisols peuvent donc être très anciens, ils ont pu commencer à se développer dès le Néogène ; il est à noter que les calcaires de Pithiviers sous-jacents ne portent jamais d'empreinte périglaciai.re . Mais ils continuent à rester en équilibre stable sous le climat présent.

Les marnes blanches et les argiles vertes du Burdigalien étaient également favorables au développement de vertisols. Ces marnes sont nettement moins perméables que les calcaires de Pithiviers, cela nécessite pour le développement de ces derniers ver- tisols des étés nettement plus secs que ceux nécessaires aux vertisols de Beauce méri- dionale. A un moment du Quaternaire, difficile à préciser, les étés sont devenus suffi- samment frais et humides pour que ces vertisols s'engorgent et commencent à se dé- grader

En Beauce, les vertisols typiques que l'on trouve aujourd'hui sont des reliques, nous avons déjà vu qu'ils s'étendaient aussi sur les marnes blanches du Burdigalien ; ailleurs ils se sont formés partout où il existait une couverture détritique argileuse ou susceptible de le devenir, reposant sur un substratum marneux de perméabilité relativement faible.

Ainsi, l'un des auteurs a observé des débris de vertisols typiques (formés sur les marnes du Chattien) dans des poches de cryoturbation à la carrière du Parc (près de Maintenon).

Dans la région d'Ablis-Dourdan, on trouve sous les limons quaternaires des argiles ocres bigarrées de gris à très nombreuses surfaces de glissement.

Dans la partie centrale de la Beauce, il n'y a jamais eu de vertisols mais des sols rouges lessivés. En effet, dans cette région, les calcaires sont relativement durs et per- méables, le drainage des sols y était trop rapide pour que les cations alcaline-terreux puissent s'y concentrer, par ailleurs, dans cette partie de la Beauce, la couverture détriti- que était mince et en de nombreux endroits absente.

IV. — LA MISE EN VALEUR DES VERYISOIS DE LA BEAUCE

Malgré une teneur en argiles dant tout le profil dépassant 50 00, le drainage des vertisols typiques est favorable, ils se ressuyent rapidement. Nulle part il n'est néces- saire de les drainer artificiellement.

Leurs réserves en eau comme pour tous les vertisols sont importantes, elles décer- clent essentiellement de l'épaisseur du profil. En année sèche, ils nécessitent probable- ment une irrigation d'appoint moins importante que celle nécessaire aux sols bruns et aux sols bruns lessivés de la Beauce centrale.

Ce problème n'a pas été étudié de façon approfondie.

Le travail de ces sols nécessite une force de traction plus importante que pour les sols sur limons. Notons qu'ils peuvent être travaillés en toutes saisons. Dans ces sols, le travail du sol, plus particulièrement le labour, n'a pas la même importance que dans les autres sols de France ; en effet, ces sols sont naturellement homogènes, le self-mulchin3 assure l'émiettement de la structure, elle-même indépendante des travaux que le sol peJt subir.

Actuellement, ces vertisols sont travaillés de la même façon que les sols de limons 30

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Mais Il est certainement possible d'y réduire les travaux sans baisse de rendements. Une étude plus approfondie et une expérimentation s'imposeraient avant de passer à l'appli- cation.

Ces vertisols ont par comparaison avec les autres sols de France une forte teneur en matières organiques qui ne décroît que très progressivement avec la profondeur, rap- pelons qu'elle est particulièrement bien liée à l'argile. Ce taux de matières organiques est suffisant ; il faut simplement l'entretenir, à notre avis les résidus des récoltes suffisent à y pourvoir, des apports de fumier ou des engrais verts ne sont pas nécessaires.

Le chaulage de ces sols est inutile, les vertisols le réalisent naturellement.

Nous n'avons pas étudié la fertilisation minérale de ces sols. Remarquons néanmoins que la teneur en K+ du complexe absorbant peut atteindre 1,5 m.é. dans l'horizon cultivé, elle est élevée par rapport à la moyenne française. Si on compare ce chiffre à la teneu , en argile et à la valeur de la capacité d'échange, on constate qu'il ne dépasse que de peu le seuil requis pour classer ce sol comme riche en potassium. Sur le plan pratique, ces vertisols ne nécessitent donc que des apports potassiques d'entretien. En général, il est possible de dire que ce sol possède sur le plan chimique un grand valant, mais la relative richesse que l'on peut mesurer n'indique pas obligatoirement une possibilité d'assimila- tion équivalente des plantes.

CONCLUSION

Il existe dans le sud-est de la Beauce des vertisols typiques. Ils ont tous les carac- tères requis : des fentes larges de plusieurs centimètres et dont la profondeur peut at- teindre 80 cm, des surfaces de glissement nombreuses, se recoupant obliquement et une teneur en argile constante dans tout le profil, dépassant légèrement 55 %. Comme autres caractères typiques, on peut mentionner leur couleur relativement foncée, leur tendance très marquée au self-mulching et la prépondérance des montmorillonites dans la fraction argileuse.

Ces vertisols ne couvrent qu'une superficie relativement faible, mais leur extension antérieure fut beaucoup plus importante, ils ne se sont conservés qu'aux endroits les plus favorables, c'est-à-dire là où le drainage profond est le plus favorable et là où le complexe absorbant a pu être constamment réalimenté en ions alcalino-terreux. Là où le drainage profond est moins favorable, (les vertisals se sont « dégradés », le processus d'évolution fut le suivant : dans un premier temps, l'engorgement du sol a provoqué l'arrêt du méca- nisme vertique, •cet arrêt a eu pour conséquence une élimination partielle des ions alcalino-terreux d'où une dégradation de la structure et une accentuation de l'engorge- ment. Dans un deuxième temps, l'engorgement favorise la dissociation du complexe ar- gile-fer, la 'migration des argiles s'en trouve accélérée, on aboutit assez rapidement à un sol lessivé. Par ailleurs, il s'installe une végétation qui donne une matière organique très agressive d'où un début de podzalisation.

Ces vertisols ne sont certainement pas uniques en France. R. Studer en a observé dans la région de Bourges sur des marnes calcaires environ 20.000 hectai es (communi- cation orale). J. Portier signale des vertisols sur des marnes du bassin de Manosque

(communication orale). J. Boulaine en a aussi observé au seuil de Naurouze (communi- cation orale). Les terres noires de Limagne sont fort probablement en totalité ou en partie ries vertisols.

Les sols à caractères vertiques sont communs en France. ils existent dans le nord- est de la France. M. Jamagine en a trouvé à 'plusieurs reprises dans le département de l'Aisne et les terreforts du Sud-Ouest présentent certains caractères vertiques bien marqués.

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SOMMAIRE

Les auteurs décrivent en premier lieu des vertisols observés dans le sud-est de la Beauce ; tous leurs caractères, aussi bien morphologiques qu'analytiques, indiquent que ce sont des vertisols typiques. Dans la forêt d'Orléans, ces sols pas- sent à des vertisols « dégradés », cette dégradation a débuté par un engorgement, en même temps que la rotation du sol cessait, ceci a eu pour résultat d'amorcer un lessivage des argiles. En surface, sous l'influence de la matière organique, on note un début de podzolisation Les vertisols se sont développés dans cette région grâce à la présence à la fois d'argiles (déposées au Miocène) et de calcaire (daté de l'Aquitanien).

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