Evolution de certaines proprietes du sol sous l'influence du chauffage

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Submitted on 2 Jun 2020

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Evolution de certaines proprietes du sol sous l’influence du chauffage

R. Betremieux, E. Le Borgne, Gwendal Monnier

To cite this version:

R. Betremieux, E. Le Borgne, Gwendal Monnier. Evolution de certaines proprietes du sol sous

l’influence du chauffage. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences,

Gauthier-Villars, 1960, 251, pp.2753-2755. �hal-02730328�

4-erC sse

PÉDOLOGIE. -

Évolution de certaines propriétés du sol sous l'influence du chauffage. Note (*) de MM.

et GÉRARD MoNNIEH, présentée par M. Maurice Lemoigne.

Le chauffage d'un sol pauvre en matières organiques n'entraîne qu'un faible accroissement de sa susceptibilité magnétique. Par contre, le comportement du sol vis-à-vis de l'eau dans différentes conditions subit des modifications importantes qui s'expliquent par des phénomènes de frittage.

Dans une Note précédente ('), il a été signalé que le feu provoque des modifications importantes de la stabilité structurale et de la susceptibilité magnétique dans la couche superficielle des sols en place. Sous l'influence du feu, les matières organiques subissent une destruction plus ou moins poussée et les résultats observés proviennent d'une combinaison des effets dus à cette destruction et des effets dus à la température. Afin de préciser le mécanisme des actions du feu, nous avons cherché à étudier séparément les effets de la température en chauffant, dans des conditions mieux définies, une terre très pauvre en matière organiques (horizon B du sol de limon de Versailles : teneur en carbone, 3 à 4 ./.). La terre, tamisée à

mm, a été chauffée au four à moufle et maintenue pendant 3 ou 4 h à des températures variant de

à 7oo°. Le tableau ci-dessous rassemble les résultats des déterminations qui ont été effectuées sur les échantillons chauffés et sur le témoin.

Température de chauffage (°C) { Alcool Agrégats stables, d

>

,

Benzène (% de terre séchée à l'air).

Air

Témoin non chauffé.

17 o,5 4, 0

200.

12,5 o,5 1, 8

300.

26 o,5 4,o

400.

56,5 29 53,0

500.

70 68,5 71,0

600.

63,5 6b 69,0

66 700.

71 72,0

Composition granulométrique (% terre séchée à to5 ° ) :

2- 2o p.

Terre initiale. )

1

20- 5o p..

50- 200f1 200-2 000 I-L

2- 20 p.

Terre déferrifiée. 20- 5o p.

50- 2001i.

200-2 000 p.

Susceptibilité magnétique (en 10 -6 u.é.m./g)

28,85 28,35 41,20 1,35 12,25 28,50 29,00 4 1 , 05 1,35 0,10 12

29,35 30,50 38,10 1,55 0,5o

- _ - - 12

2.9,35 25,40 43,40 1,35 o,5o

- _ - -

18

28,00 28,00 41,95 1,55 o,5o 27,70 29,35 41 ,6o 1,25 0,10 24

o 10,7 5 25,85 16,0o 47,40 4,90 39,50 47,65 7,30 o,65 3o

o 4,9 0 24,40 15,00 55,70 2,25 29,60 48,70 14,5o 4,6o 3o

o 3,6o 24,45 15,30 56,65 1,6o 23,90 45,90 I9,30 9,30 24

La détermination de la stabilité structurale revient à évaluer la résistance

des particules de terre à l'action de l'eau. Cette résistance est liée en particu-

lier à la cohésion des agrégats. S. Hénin a montré que l'imbibition préalable

de la terre avec différents liquides organiques permet de nuancer cette

( 2 )

action de l'eau ('). En particulier, l'imbibition par l'alcool éthylique fait apparaître l'influence sur la stabilité de petites variations de la cohésion;

pour les terres pauvres en matières organiques, l'imbibition préalable par du benzène renforcé l'action de l'eau : seules les terres très cohérentes peuvent alors conserver une certaine stabilité. L'examen comparé des différents tests de stabilité structurale permet de préciser les trois étapes successives de sa variation :

— entre

et 300 0 , seul le traitement alcool met en évidence une légère augmentation de la cohésion;

— entre 3oo et 400 0, la cohésion devient suffisante pour être décelable sous une action non ménagée de l'eau (traitement air);

— entre 400 et 500 0, enfin, la cohésion devient très forte puisque le benzène donne des résultats identiques à ceux des autres prétraitements.

Nous retrouverons la même progressivité au cours de l'analyse granulo- métrique. Dans celle-ci, on accentue la destruction des agrégats par la dispersion au moyen du citrate trisodique de l'argile saturée en K -'- ; les différentes fractions sont séparées par décantations successives.

La composition granulométrique reste pratiquement constante jusqu'à 400° inclus ; elle est complètement modifiée à partir de 500 0 . Les sables

0,2-2

mm, jusque-là insignifiants, deviennent alors nettement prépondé- rants; les sables 50-200 v. augmentent aussi beaucoup. Corrélativement, les autres fractions sont réduites d'autant plus qu'elles sont plus fines ; en particulier, la fraction inférieure à

p. disparaît complètement. Les colorations rouges prises par les différentes fractions à la suite du chauffage confirment le transfert des particules les plus fines dans des fractions plus grossières.

Ces observations conduisent à penser qu'il y a une relation entre les variations des caractéristiques examinées et certaines modifications subies par les oxydes de fer présents dans le sol. C'est la raison pour laquelle l'analyse granulométrique a été faite aussi sur les mêmes échantillons après élimination par la méthode de Deb ( 3 ) d'une certaine proportion des oxydes de fer « libres ».

Pour les échantillons chauffés à 5oo 0 et plus, cette déferrification partielle disloque la majeure partie des éléments grossiers de néoformation et fait réapparaître une quantité importante d'éléments inférieurs à 5o p. dont une certaine quantité d'éléments inférieurs à

simultanément, la colo- ration rouge disparaît plus ou moins. Ces effets sont d'autant plus faibles que la température de chauffage a été plus élevée.

D'après les taux des différentes fractions, la déferrification semble sans

action sur les échantillons chauffés jusqu'à 400 0 inclus. Il n'en n'est plus de

même si l'on tient compte de la difficulté rencontrée lors de la séparation

quantitative de ces fractions. En effet, le nombre de décantations succes-

sives nécessaires est normalement faible, alors qu'il augmente nettement

pour 3000 et beaucoup plus encore pour 400 0 où l'opération devient très

( 3 )

longue. Ce fait est confirmé par la méthode « pipette », plus rapide, qui ne met en oeuvre qu ' une seule sédimentation. En indices de comparaison, les taux de la fraction inférieure à 2 J. sont alors les suivants : go pour le témoin, wo à 2oo0, 72,5 à 300 0 , 13,5 à 400 0, o à 5000 et au - dessus. Notons au passage que la meilleure dispersion obtenue pour 200 0 se répercute sur la stabilité structurale (alcool et air), une plus grande dispersabilité diminuant la cohésion de la terre humide. Parallèlement, la fraction 2-20

est largement majorée à 3oo ° et la fraction 20-5o v. fortement majorée à 400 0. La déferri- fication libère à nouveau les particules fines plus ou moins agglomérées, facilement à 3oo 0 , plus lentement à 400 0, mais avec un nombre restreint de décantations.

Il est à remarquer que les quantités de fer extraites par l ' hydrosulfite de sodium ont été dans tous les cas voisines de 4 % en Fe20. En outre, on constate que les variations de la susceptibilité magnétique mesurée avec l' appareil à induction de E. Thellier () sont ici faibles par comparaison avec les effets observés sur les sols en place plus riches en matières orga- niques ('). Tout ceci semble indiquer que les combinaisons du fer n ' ont pas subi de modifications profondes.

Dans le cas d ' un sol pauvre en matières organiques, les variations de la stabilité structurale provoquées par le chauffage sont liées à un accroisse- ment de la cohésion des agrégats terreux; cet accroissement s ' explique par un effet de frittage. Au-dessous de 5oo ° , le frittage se fait par l ' inter- médiaire des oxydes de fer; au-dessus de 5oo 0, le traitement Deb ne libère plus qu ' une fraction des particules initiales bien que les minéraux argileux de l' horizon B ne soient pas encore détruits : il est alors possible que des aluminosilicates participent également au frittage.

Ces phénomènes de frittage constituent vraisemblablement un des méca- nismes de l' action favorable du feu traditionnellement utilisé en agriculture comme technique améliorante de la structure des sols.

(*) Séance du 28 novembre 1960.

(1) Comptes rendus,

(2) S. HÉN^IN,

Comptes rendus,

(;) B. C. DEB,

J. Soil Science,

E. THELLIER,

Thèse,

et An. I. P. G.,

(i)

An. Géophys.,

(Laboratoires des Sols et des Techniques culturales, Versailles et Institut de Physique du Globe, Paris.)

157.

Extrait des

Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences,

GAUTHIER-VILLARS,

55, Quai des Grands-Augustins, Paris (6e), Éditeur-Imprimeur-Libraire.

158769 Imprimé en France.