3 Principaux processus de pédogenèse en climat tempéré
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- Gabin Leroux
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1 3 Principaux processus de pédogenèse en climat tempéré Podzolisation Brunification Décarbonatation Lessivage Oxydo-réduction
2 Conditions PODZOLISATION Activité biologique très faible (ni polymérisation, ni biodégradation) Peu d argile (pas d adsorption) Peu d hydroxydes Fe, Al (pas de saturation des chélates) Climat froid ou Matériau acide Texture légère Matériau pauvre en minéraux altérables riches en Fe, Al Perméabilité suffisante Texture légère et/ou µ-agrégation Compétition entre migration et stabilisation
3 Processus PODZOLISATION Mauvaise décomposition de la matière organique Altération forte biogéochimique : acido-complexolyse (attaque des minéraux primaires par des solutions contenant des composés organiques acides et complexants) Migration des constituants organiques solubles, et de complexes organo-minéraux d aluminium et/ou de fer (chélates) Immobilisation des constituants organiques, de l aluminium et du fer (précipitation)
4 Différenciation nette : Horizons de référence entre l horizon supérieur, appauvris en aluminium, en fer, et autres cations, il reste essentiellement du quartz, horizon «cendreux» : horizon E O A A E L F H BPh et des horizons plus profonds, d accumulation de matière organique et d aluminium (et de fer) horizon BP (podzolique) - accumulation de matière organique BPh (h pour humus) - accumulation d Al et de Fe BPs (s pour sesquioxydes) BPs C M
5 Oh (MOR) Migration de chélates MO-Fe, Al E BPh (MO) BPs (Fe, Al) C Podzosol Québec (LM Bresson) Coutances
6 PODZOSOLS (RP, 1995) PODZOSOL sur sable de Fontainebleau O / A / E / BP / C ou M Horizons de référence E (horizon éluvial) BP (horizon B podzolique) O A E BPh BPs M
7 200 µm BPh
8 Conditions Brunification Matériaux non calcaires (ou décarbonatation préalable) Matériaux bien drainés, acidité modérée Bonne activité biologique (notamment microbiologique) Processus Altération peu intense des minéraux primaires (acidolyse modérée) - libération d oxydes de fer - argilisation (argiles de transformation, faible néogénèse : argiles de type 2/1 : vermiculite, smectite) Association des argiles et des oxydes de fer : structuration Formation de complexes «argilo-humique»
9 Horizons de référence Brunification Horizon A biomacrostructuré (complexes stables : argiles-humus-fer) Horizon structural (S) : structure pédique nette, macro-porosité fissurale et biologique, non calcaires (ph entre 5 et 6,5 sous forêt, < 7,6 sous cultures) taux de saturation variable en fonction du matériau d origine BRUNISOLS (RP, 1995) Solum de référence A / S / C ou M ou R (pas d horizon E ou B)
10 Décarbonatation Conditions Matériaux calcaires Bonne activité biologique (CO 2 ) Climat humide Processus Dissolution du carbonate de calcium primaire (eau chargée en CO 2 ) CaC0 3 + CO 2 + H 2 O <-> Ca(HCO 3 ) 2 Carbonate de calcium insoluble Bicarbonate de calcium soluble (Précipitation de carbonate de calcium secondaire) Altération lente : argiles hérités
11 Horizons de référence Décarbonatation Horizon A carbonaté (calcaire)* (Aca) biomacrostructuré (complexes très stables : matière organique et éléments minéraux) => minéralisation ralentie, d où un fort taux de MO Horizon structural carbonaté (calcaire)* (Sca) : structure pédique nette (polyédrique ou prismatique), complexe adsorbant saturé (S/T>95%) principalement par du Ca ++ Présence fréquente d éléments grossiers calcaires (selon la roche) (Horizon carbonaté* mais plus pauvre en carbonate que le matériau d origine, il s agit bien du processus de décarbonation même si l horizon reste carbonaté)
12 RENDOSOL (RP, 1995) Aca / C ou M ou R RENDOSOL sur craie Décarbonatation RENDOSOL sur calcaire altéré RENDOSOL sur calcaire dur LM Bresson 20 cm (pas d horizon intermédiaire)
13 CALCOSOL (RP, 1995) CALCOSOL sur calcaire tendre Aca /Sca/ C ou M ou R Aca Aci / Sca / C ou M ou R Sca Sca est obligatoire Mca
14 Décarbonatation Poches de cryoturbation Craie gélifracté Craie LA1ca LA2ca C1ca C2 C3 C4 Mcr CaCO3 : 75 à 80 % Précipitation de calcite = > encroûtement calcaire discontinu) (Durand, 1979) CaCO3 : 95 à 99 % (craie blanche du Sénonien) Représentation schématique d un Rendosol sur craie à poches de cryoturbation (d après Ballif et al., 1995)
15 Conditions Climat humide LESSIVAGE Matériaux filtrants (mais sans excès), meubles, profonds Sols non calcaires, ni calciques Processus Illuviation d argile : - dispersion des argiles (désaturation en Ca ++ ), (le fer reste associé à l argile) - transport en suspension, - dépôt : accumulation processus d érosion/sédimentation à l échelle de la porosité du sol
16 Horizons de référence Différenciation nette : LESSIVAGE entre les horizons supérieurs, appauvris en argile et en fer, moins bien structurés, moins colorés horizons Eluviaux (E) et des horizons plus profonds, enrichis en argile et en fer, à structure bien développée (polyédrique ou prismatique), plus colorés horizons Illuviaux (BT)
17 LUVISOLS (RP, 1995) A / E / BT / C ou M ou R A E Horizons de référence E (horizon éluvial) BT (horizon B argilluvial) BT M LUVISOL
18 A A E fer argile E BT BT M M LM Bresson Différenciation nette argile et fer LUVISOL de loess (INAPG Grignon) (Loess : 16 % CaC03)
19 Traits pédologiques LESSIVAGE revêtements argileux à la surface des agrégats et/ou dans la porosité biologique Revêtement argileux pore Agrégat Pore Au microscope : empilement de petits lits de texture variable, argileuse à limoneuse (Fédoroff, 1977)
20 Horizon illuvial (dépôts d argile sur les pores) 50 mm
21 5 mm
22 1 mm
23 Revêtements argileux 1 mm 200 µm 200 µm Erosion / Sédimentation
24 OXYDO-REDUCTION Conditions Excès d eau dans le sol => OXYDO-REDUCTION Hz BT Formation géologique Substrat argileux Nappe perchée temporaire Origines de l excès d eau REDOXISOL Nappe profonde Sources REDUCTISOL Nappe alluviale permanente (d après LM BRESSON, 1997)
25 OXYDO-REDUCTION Processus Engorgement du sol engorgements temporaires par l eau = alternance de réduction et d oxydation Renouvellement très lent de l oxygène consommé par les microorganismes Baisse du potentiel d oxydo-réduction Redistribution du fer Réduction du fer ferrique en fer ferreux Mobilisation du fer ferreux (soluble) (évacuation si écoulement de l eau) Lorsque l engorgement disparaît Le fer ferreux de réoxyde et précipite à l état ferrique (taches rouilles)
26 Traits pédologiques «Traces d hydromorphie» Concrétions ferromanganiques Traces de redistribution du fer (et du manganèse)
27 REDOXISOLS Présence d une nappe temporaire OXYDO-REDUCTION Taches rouilles (et/ou concrétions noires) (reprécipitations = accumulation de fer (et Mn) Zones décolorées = appauvries en fer
28 En rouille, zone enrichie en fer En gris clair, zone appauvrie en fer Taches (concrétions?) Gainages rouilles 10 mm 10 mm
29 Exemple : Séquence évolutive des sols de limons éoliens en climat tempérée RENDOSOL BRUNISOL LUVISOL LUVISOL-REDOXISOL dégradé Aca A A A S E BT Eg BTg M M M M Décarbonatation Illuviation d argile (LM BRESSON, 1997) Brunification Hydromorphie (alternances Red/Ox)
30 Erosion des Luvisols A E BT1 LUVISOL EROSION BT1 LUVISOL tronqué BT2 BT /C C BT2 BT /C C
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