Minéralogie et texture du sol

La minéralogie et la texture du sol décrivent sa composition, les types de minéraux présents et la distribution des tailles de particules, du sable au limon en passant par l'argile, qui ensemble déterminent une grande partie du comportement physique et chimique d'un sol.

Definition

La texture du sol est la proportion relative de particules de taille sable, limon et argile dans un sol ; la minéralogie du sol est l'identité et l'abondance des minéraux primaires et secondaires composant ces particules, en particulier les minéraux argileux qui dominent les fractions fines.

Scope

Ce sujet couvre les minéraux primaires et secondaires des sols, la nature et les propriétés des minéraux argileux, les fractions granulométriques qui définissent la texture du sol, et les classes texturales utilisées pour nommer les sols. La texture et la minéralogie sont des propriétés héritées, qui évoluent lentement et dont dépendent les relations hydriques, la fertilité et la structure du sol.

Core questions

• Quelles sont les fractions granulométriques sable, limon et argile, et comment la texture est-elle classifiée ?
• Quels minéraux primaires et secondaires composent les sols ?
• Comment les minéraux argileux diffèrent-ils en structure et en réactivité ?
• Pourquoi la texture et la minéralogie contrôlent-elles la capacité de rétention d'eau et la rétention des nutriments ?

Key concepts

• Fractions sable, limon et argile
• Triangle des textures et classes texturales
• Minéraux primaires et secondaires
• Minéraux argileux phyllosilicates
• Surface spécifique
• Substitution isomorphe et charge de surface

Key theories

Classes texturales granulométriques

La division des solides minéraux en fractions sable, limon et argile et la représentation de leurs proportions sur le triangle des textures permettent d'obtenir des classes texturales nommées (telles que le limon sableux ou l'argile) qui prédisent de nombreuses propriétés du sol.

Structure et charge des minéraux argileux

Les argiles phyllosilicates, constituées de feuillets de tétraèdres de silice et d'octaèdres d'alumine, portent une charge de surface due à la substitution isomorphe, conférant aux sols à texture fine leur grande surface spécifique, leur capacité de rétention d'ions et leur comportement de retrait-gonflement.

Mechanisms

La taille des particules contrôle la surface spécifique par unité de masse : les particules d'argile, étant les plus petites, possèdent d'énormes surfaces spécifiques qui dominent la rétention d'eau, l'échange d'ions et la cohésion, tandis que le sable fournit de grands pores et assure le drainage. Les minéraux argileux se forment par l'altération des silicates primaires ; leurs structures en couches et la charge négative résultant de la substitution isomorphe leur permettent d'adsorber les cations et l'eau, de sorte que le type et la quantité d'argile déterminent en grande partie la réactivité et le potentiel de retrait-gonflement d'un sol.

Clinical relevance

La texture et la minéralogie déterminent la capacité de rétention d'eau, le drainage, l'ouvrabilité, la rétention des nutriments et le comportement mécanique d'un sol ; ce sont des propriétés héritées qui guident la planification de l'irrigation, le choix des cultures, la conception des fondations et l'interprétation des besoins en matière de fertilité et de conservation.

History

L'analyse mécanique des sols en fractions granulométriques s'est développée à la fin du XIXe et au début du XXe siècle, et les méthodes par rayons X et chimiques ont ensuite révélé les structures des minéraux argileux. Le triangle des textures et les classes texturales standard sont devenus des outils fondamentaux de la description des sols et de la science physique du sol.

Key figures

• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil
• Daniel Hillel

Seminal works

• brady2016
• hillel1998

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre la texture du sol et la structure du sol ?

La texture est la proportion inhérente de particules de sable, de limon et d'argile, qui ne change que sur de très longues échelles de temps, tandis que la structure est la manière dont ces particules sont agrégées en mottes et en pores, ce qui peut changer relativement rapidement avec la gestion et l'activité biologique.

Pourquoi l'argile retient-elle plus d'eau et de nutriments que le sable ?

Les particules d'argile sont beaucoup plus petites que celles du sable, ce qui leur confère une surface spécifique totale bien plus grande et, pour de nombreuses argiles, une charge de surface négative ; cela leur permet de retenir de minces films d'eau et d'attirer et de retenir les cations nutritifs, tandis que le sable grossier a peu de surface et draine librement.