le sol argileux

Image du sol argileux :

Formation et caractéristiques de l’argile

L’argile est une terre très fines composée se formant par la décomposition des roches sous l’effet de l’eau et du temps. L’argile se compose de silice, d’alumine et un peu d’oxyde métallique, mais aussi de kaolinite, de montmorillonite et de chlorite. Chacun de ses composants jouent un rôle dans ses particularités physiques. se forme par la décomposition des roches sous l’action de l’eau et du temps.

Structure de l’argile :

Le sol argileux est composé de minéraux argileux qui se structurent en feuillets (des couches très fines). Ces feuillets se forment de deux types de couches différentes : une couche tétraédrique et une couche octaédrique.

Les deux couches élémentaires :

1. La couche tétraédrique : Cette couche est composé de groupements de SiO4 (appelé tétraèdre silicaté), ces groupements se forment d’un atome de silicium (Si) au centre et de 4 atomes d’oxygène (O4) autour. Cela forme un tétraèdre.

Pourquoi un tétraèdre ? Car le silicium est très petit et très chargé de ions positifs. L’oxygène est gros et chargé de ions négatifs. Pour éviter que les charges se repoussent ou « se marchent dessus », les atomes se placent à la distance la plus favorable pour éviter cela. Donc le tétraèdre est la forme qui stabilisent les forces. La couche tétraédrique se forme donc de plusieurs groupements de SiO4. D’où le nom de couche tétraédrique.

2. La couche octaédrique : Cette couche est formé d’un cation (ion positif) au centre (le plus souvent Al³⁺, de l’aluminium) et de 6 anions (ion négatif) autour (des oxygènes, O²⁻, ou d’hydroxyles, OH⁻). Ce groupement forme un octaèdre (figure à 8 faces).

Pourquoi un octaèdre ? Les cations sont plus grands que le silicium donc ils peuvent accueillir plus d’atomes d’oxygène. Et pour ne pas que les charges se « marchent dessus », les atomes se placent à la distance favorable. Donc la forme pour stabiliser les forces et l’octaèdre. D’où le nom de couche octaédrique.

La couche octaédrique est plus épaisse que la couche tétraédrique, car le groupement d’atomes en octaèdre est plus volumineux que celui formé en tétraèdre, car l’aluminium est plus gros que le silicium et il y a 6 atomes d’oxygène dans l’octaèdre, tandis qu’il y en a 4 dans le tétraèdre. De plus les octaèdre sont positionnés différemment que les tétraèdres.

En partant de ces deux couches, il existe deux types de structure possible : la 1:1 et la 2:1.

La couche 1:1 correspond à 1 couche tétraédrique (silice) et une couche octaédrique (alumine). On retrouve cette structure dans le kaolinite par exemple. Cette organisation fait que les feuillets sont très serrés : il y a très peu d’espace entre eux. Donc l’eau a du mal à pénétrer entre les feuillets, par conséquent l’argile ne gonfle presque pas à cause du manque d’humidité et par suite elle n’est pas très modelable.

La structure 2:1 correspond à 1 couche tétraédrique prise en sandwich entre 2 couches octaédriques. Cette structure se retrouve dans l’illite, le montmorillonite par exemple. Cette formation fait que les feuillets sont plus flexibles (ils sont plus grands), l’espace entre les feuillets est plus large, par conséquent il peut accueillir beaucoup plus d’eau que le 1:1, donc il est très modelable.

Particularités physiques de l’argile

Comme les minéraux n’ont pas la même structure, ils ne permettent pas les mêmes particularités de l’argile. Les propriétés physiques viennent directement de la façon dont ses couches s’empilent.

Propriétés (ou phénomène) physiques de l’argile :

1. Plasticité (modelabilité) : c’est la capacité de l’argile à se modeler. La structure 2:1 permet une forte malléabilité car les feuillets (2 couches octaédrique et 1 tétraédrique) glissent entre elles. La structure 1:1 n’est pas très modelable car il n’y a qu’une seule couche.
2. Cohésion : Les particules très fines s’attachent fortement entre elles. On retrouve cela dans la structure 2:1 car elle retient beaucoup d’eau, ce qui colle les particules entre elles. Mais aussi dans la structure 1:1 car ses feuillets sont fortement attachés, donc la structure est compacte.
3. Gonflement : C’est la capacité de l’argile à augmenter de volume lorsqu’elle absorbe l’eau. La structure 2:1 gonfle beaucoup car l’eau entre dans les feuillets et les écarte. La structure 1:1 ne gonfle presque pas car les feuillets sont solidement attachés et rigide.
4. Rétraction : C’est la diminution du volume de l’argile lorsqu’elle perd son eau. L’eau s’évacue quand l’argile sèche en période chaude car elle n’est plus retenue entre les feuillets. Dans la structure 2:1, l’eau entre dans les feuillets mais peut aussi en sortir facilement lorsque le sol perd de l’humidité (soleil, vent, chaleur). Dans la structure 1:1, il y a très peu d’eau qui s’évacue.
5. Rétention d’eau (capillarité) : Cela consiste à la capacité de l’argile a retenir l’eau dans sa structure grâce à des forces capillaires (l’eau reste coincé dans les très petits espaces inter-particules). L’eau se glisse dans les feuillets et reste piégé grâce à la finesse des feuillets, aux charges électriques (surtout dans la couche octaédrique), et à l’organisation serrée des couches. La structure 2:1 retient plus d’eau l’espace entre les feuillets car elle est plus large, la couche porte beaucoup de charges négatives qui attirent les molécules d’eau et les maintiennes entre les feuillets et qu’il y a un espace pour la capillarité, donc la couche octaédrique stocke beaucoup d’eau. La structure 1:1 retient moins d’eau et n’a pas la place pour les forces capillaires.
6. Perméabilité : C’est la capacité du sol à laisser passer l’eau. La structure 2:1 laisse pas beaucoup d’eau passer car elle la retient entre ses feuillets, donc elle est bloquée. La structure 1:1 laisse un peu mieux passer l’eau car elle est moins retenue par l’argile, mais pas très perméable aussi, car les particules sont fines et serrées.
7. Capacité d’échange cationique (CEC) : L’argile est capable de retenir les éléments nutritifs car il contient des charges négatives qui attirent les charges positives présentes dans les éléments nutritifs. La structure 2:1 a une CEC élevée car sa surface est grande et contient beaucoup de charges négatives. La structure 1:1 est moins grande et donc contient moins de charges négatives.
8. Stabilité : C’est la capacité de l’argile à résister aux changements de volume et aux déformations. La structure 1:1 est résistante car les particules sont compactes et rigides. La structure 2:1 est moins résistante car elle gonfle ou se rétracte selon l’humidité.

Les régions françaises à sol argileux

Maintenant qu’on a vu les propriétés physiques de l’argile, on va voir dans quelles types de régions ils peuvent se situer et le pourquoi, qui relève d’autres particularités physiques de l’argile, mais aussi des roches :

Les sols argileux peuvent se former dans tous les types de régions, mais pas pour les mêmes raisons.

• Régions humides : l’eau favorise la décomposition des roches et l’accumulation de particules fines car l’eau casse la roche et déplace les éléments les plus fins. Exemples en France : Bretagne, Bassin parisien (en Ile-de’-France, Champagne), vallée de la Loire.
• Régions semi‑humides : l’alternance humidité/sécheresse permet aussi la formation d’argile car cette alternance fais gonfler et rétracter les minéraux de la roche, donc plus ce cycle se répète, plus la roche se fissure et se casse en particules très fines, ce qui permet la formation de l’argile. Exemples : Bourgogne, Limousin(dans la Nouvelle-Aquitaine), Sud-Ouest.
• Régions sèches : certaines roches sédimentaires (formés par des dépôts de sable, de boue…) ou marneuses (de calcaire et d’argile) produisent naturellement beaucoup d’argile, même avec peu d’eau, car elles contiennent déjà des minéraux très fins qui, sous l’effet de l’altération, se désagrègent facilement en particules d’argile. Exemples : le sud de la France en général (climat chaud et sec l’été, la Provence (Aix-en-Provence, Avignon), le Languedoc (Nîmes, Béziers).

En résumé, l’argile peut se former partout, mais elle est plus fréquente et plus épaisse dans les zones humides et semi‑humides.

Usages agricoles du sol argileux

On sait que l’argile se forme dans tous type de régions, on va étudier ici quelle type d’argile d’argile est la meilleure pour l’agriculture française.

L’argile est irrégulière, cela signifie qu’il peut varier de réactions, de structure selon dans le contexte climatique où il se trouve, on va apprendre ici que dû à l’irrégularité de l’argile, toutes les régions françaises n’ont pas les mêmes productions agricoles dû à cette roche très fine.

1. Les sols argileux ne sont pas identiques partout : Selon les régions, l’argile va être différent, il peut être plus ou moins gonflant, plus ou moins riches en nutriments, plus ou moins mélangé à du sable, du calcaire, de l’humus. Et selon ces différences, sa qualité agricole peut vraiment varier.

• Argile + calcaire = sol argilo-calcaire : Cette composition est fertile

Avantages et inconvénients du sol argileux

Les avantages :

1. Très bonne rétention d’eau : Les particules d’argile retiennent l’eau grâce à leur surface très fine, ceci est dû au phénomène de capillarité (rétention d’eau).
2. Très bonne rétention des éléments nutritifs : L’argile contient des ions négatifs qui attirent et retiennent les ions positifs présents das les éléments nutritifs. Ceci est dû au phénomène de capacité d’échange cationique (CEC).
3. Très bonne fertilité : L’eau et les nutriments restent disponibles longtemps dans le sol.
4. Bonne résistance aux périodes sèches : L’eau stockée est libérée lentement vers les racines.

Les inconvénients :

1. Forte rétraction en période sèche : L’argile se rétracte en période sèche car il perd son eau (en séchant) et provoque le resserrement naturel de ses particules. Ceci est dû au phénomène de rétraction du sol argileux.
2. Fort gonflement en période humide : En période humide, l’argile absorbe beaucoup d’eau et augmente de volume car l’argile possède des couches minérales (feuillets) qui laissent entrer l’eau, ce qui la faitgonfler. Si il gonfle, c’est dû au phénomène de gonflement du sol argileux.
3. Forte sensibilité à la compaction : Les particules très fines se tassent facilement et chassent l’air du sol, ce qui nuit fortement à la structure du sol d’argile.
4. Faible perméabilité : les pores sont très petits et laissent difficilement circuler l’eau, dû au phénomène de mauvaise perméabilité de ce sol.
5. Difficulté de travail du sol : il devient collant lorsqu’il est humide et très dur lorsqu’il est sec.

Reconnaissance de sols argileux

L’argile se situe naturellement un peu partout en France, mais comment le reconnaître ?! C’est ce que vous allez découvrir ici.

Pour se faire, on va diviser 6 critères en 3 catégories :

1.Les critères tactiles

1. plasticité (modelabilité) élevée : L’argile se déforme facilement et garde la forme qu’on lui donne. Cela vient de ses feuillets très fins qui glissent entre eux
2. Texture très fine et douce : Entre les doigts, l’argile donne une sensation se savon ou de pâte lisse. Ceci est du aux minuscules particules (moins de 2µm).

2.Les critères visuelles :

1. Grains invisibles : Le sol paraît lisse, sans défaut, uniforme. En réalité, il y a des grains, mais ils sont si petits qu’ils sont invisibles à l’œil nu.
2. Couleur homogène : L’argile donne l’impression d’avoir une couleur uniforme, toujours la même, sans défaut. En réalité, les grains peuvent être gris, rouge ou brun selon les matériaux. C’est dû à la finesse des grains (encore une fois).

3.Les critères comportementaux :

1. Rétraction lors du séchage : En été, l’argile perd son eau, se rétracte et forme des fissures, dû au rapprochement des feuillets qui en viennent à se fissurer.
2. Gonflement dû à l’eau : Étant humide, l’argile se gonfle et devient collant. L’eau écarte les feuillets et agit comme une colle