Cours de Pédologie: Formation et Composition du Sol

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COURS DE PEDOLOGIE
Chap1 : GENERALITES
I - INTRODUCTION ET DEFINITION
La science qui étudie les sols, leur formation, leur constitution et leur évolution, est la pédologie.
Plus généralement, aujourd'hui, on parle de science du sol, englobant ainsi toutes les disciplines
(biologie, chimie, physique) qui s'intéressent au sol.
La pédologie, science qui définit les caractères des sols, étudie leur formation et leur évolution
(pédogenèse) leurs propriétés physiques, morphologiques, chimiques, minéralogiques, ainsi que
leur répartition. Elle inclut aussi l’étude des aptitudes des sols en vue de leur mise en valeur
agricole ou forestière.
En d’autre terme le sol correspond à la formation meuble constituée d’un complexe organo-
minéral qui résulte de la transformation superficielle des roches sous l’action conjointe des agents
météoriques et des êtres vivants.
Selon la nature ou ses qualités productives de la terre on peut distinguer plusieurs types de sol : sol
calcaire, sol argileux, …, sol fertile.
La partie superficielle, meuble de l’écorce terrestre, résultant de la transformation, au contact de
l’action de la couche sous –jacente (R mère), est soumise à l’érosion et à l’action de l’homme.
Les sols se développent sous l’action du climat, des végétaux, des animaux, du relief et de la roche
mère.
Par conséquent, la pédologie se situe ainsi au carrefour des sciences de la terre et des sciences de la
vie, elle est fondamentale pour la préservation de l’environnement naturel.
II – LES PRINCIPES DE LA FORMATION DES SOLS (PEDOGENESE)
1) Les facteurs de la formation d’un sol
La genèse d’un sol dépend de 3 facteurs principaux :
 la roche mère qui, par ses propriétés physiques (dureté ou fiabilité) et par sa composition
chimique, favorise une évolution plus ou moins rapide du sol ;
 Les végétaux qui fournissent la majeure partie de la fraction organique du sol ont une
influence permanente sur son évolution ;
 Le climat qui joue un rôle décisif grâce à la température (qui influe sur la vitesse
d’altération de la roche mère) et aux précipitations (qui conditionnent l’intensité des
phénomènes de migration se déroulant dans le sol).
2) La formation d’un sol
Deux mécanismes assurent la formation d’un sol :
 la dégradation de la roche mère,
 l’apport de matière organique.

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Ces phénomènes sont par la suite complétés par migration de certains éléments.
Etape 1 :
Les sols se forment à partir des affleurements rocheux qui portent alors le nom de roche mère,
quelque soit la nature des matériaux qu’il s’agisse de roches plutoniques, métamorphiques,
volcaniques, sédimentaires ou des formations superficielle (alluvions, moraines, éboulis, etc).
La dégradation de la roche mère est le résultat de processus physiques d’une part, de phénomènes
chimiques et biologique d’autre part.
Les actions physiques (alternance de gel et dégel faisant éclater les roches, pénétration des racines
qui écartent les fissures…) provoquent une fragmentation de la roche et la formation des
particules de tailles diverses (cailloux, gravier, sables…).
L’altération chimique est due à l’action des eaux chargées d’acides. Celles –ci dissolvent les roches
calcaires et hydrolysent les minéraux silicatés (feldspaths, micas), engendrant le complexe
d’altération formé d’argiles, d’oxyde de fer et des sols divers (de calcium, de potassium, de
magnésium…) qui cimente les grains.
Etape 2 :
Incorporation de la matière organique.
Les litières produites par les feuilles mortes et les autres débris végétaux se décomposent sous
l’action des microorganismes du sol. Deux phénomènes se produisent en parallèle :
 la minéralisation ou la dégradation des molécules organiques (lignine, cellulose)
 l’humufication, processus de synthèse qui, à partir de molécules organiques au cours de la
minéralisation, édifie principalement les acides humiques.

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Etape 3 :
Différenciation des horizons du sol
Les eaux d’infiltration entraînent les éléments solubles (on dit qu’elles les « lessivent ») ; ceux-ci
migrent plus ou moins profondément et contribuent à former des horizons dits d’accumulation. Des
migrations ascendantes ou « remontés » sont également possibles sous certains climats à forte
évaporation.
N.B : les sols peu évolués ou jeunes sont peu épais et non structurés en horizons bien distincts. En
revanche les sols évolués sont profonds et présentent une succession d’horizons bien marqués.
Un sol n’est donc pas figé : c’est un système qui évolue l’influence des facteurs du milieu.
3) Structure et organisation des sols
Horizon O : Litière : d’épaisseur variable selon l’activité biologique et l’érosion de surface, elle
est constitué essentiellement des éléments organiques qui tombent au sol et se décomposent.
Horizon A : Couche arable.
C’est la couche cultivée par l’araire (charrue).
Elle contient un sol assez fin et bien pourvu en matières organiques. C’est la partie du sol où il y a
le maximum d’activité biologique et des racines en particulier.
 10 cm le sol est maigre
 30 cm c’est un bon sol
 50 cm c’est un sol très profond.
Horizon B : Sous- sol
Le sous –sol peu profond (30 à 60 cm) contient peu de matières organiques mais il est encore
fréquenté par les racines. Il hérite des matières minérales transformées dans la couche A par
l’activité biologique et par l’eau qui passe dans le sol. Le sous –sol profond est fréquenté par les
racines grandes végétales. La plus part des arbres dépassent rarement le mètre de profondeur sauf
pour aller chercher une source d’eau.
Horizon C : Roche mère fragmentée
La roche mère est fragmentée par les effets de l’érosion (eau, T°, racines)
Horizon R : Roche mère intacte
C’est la couche qui n’est pas attaquée par l’érosion et qui en générale transmet ses propriétés
chimiques au sol qui est le résultat de sa dégradation.
III – PROCESSUS FONDAMENTAUX D’ALTERATION
Une fois mises aux conditions météorologiques, les roches subissent une altération chimique et
physique. L’altération, séparation des éléments d’une roche par l’action de phénomène physique et
chimique.

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L’altération physique se traduit par la fragmentation de la roche (sans modification de sa
constitution).
L’altération chimique décompose la roche en modifiant lentement la nature des minéraux
constitutifs.
1) ALTERATION PHYSIQUE
L’altération physique provient essentiellement des variations de Température (une chaleur intense
par exemple), de l’action de l’eau gelant dans les fissures de la roche, et d’organisme vivants, tels
que racines d’arbres et animaux fouisseurs.
Les roches se dilatent ou se contractent suivant la température, provoquent l’émiettement, la
desquamation et l’exploitation des roches superficielles.
Le gel et les organismes agrandissent les fissures, exposant les couches plus profondes à
l’altération chimique.
Les roches subissent une désagrégation sans changement de leurs compositions chimiques.
Sable siliceux à partir d’un grès
Et sable calcique à partir d’un calcaire
2) ALTERATION CHIMIQUE
L’altération chimique modifie la composition minérale initiale de la roche.E lle se fait de
nombreuses façons :
 par dissolution des minéraux ; (par l’eau et les acides faibles du sol) ;
 par oxydation (réaction chimique avec le dioxyde de carbone) ;
 Par hydratation (combinaison de l’eau et de minéraux produisant une
réaction chimique).
On distingue 3 processus :
a) L’HYDROLYSE
C’est l’action directe de la molécule d’eau polaire entraînant une libération des éléments chimiques
du réseau des différents minéraux.
b) L’HYDRATATION
C’est une adjonction des molécules d’eau entraînant un gonflement ce qui provoque un
ameublissement : brotite- muscovite
c) L’OXYDATION
C’est l’effet de l’oxygène atmosphérique. Ce processus touche surtout aux différents métaux (Fe,
Mn) causant leur passage de la forme réduite (Fe2+) à la forme oxydée (Fe3+).

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IV – PROCESSUS BIOCLIMATIQUES DE L’ALTERATION
Si la composition du matériel d’origine contrôle et conditionne le complexe d’altération, les
facteurs bioclimatiques (climat général, végétation) et le facteur temps (durée d’évolultion) jouent
aussi un rôle considérable.
Exemple : un même granite ne s’altère pas de la même façon en zone tropicale au tempérée et le
même complexe d’altération varie selon que ce sol serait jeune ou vieux.
1°) ALTERATION BIOCHIMIQUE
Elle est liée à l’action de la matière organique, qui part des horizons de surface et progresse vers le
bas. Elle affecte surtout les sols jeunes. Les processus de transformation, étant plus importants,
cette altération domine les climats tempérés et froids.
On distingue :
 L’hydrolyse
 L’acidolyse
 L’acidocomplexolyse
2°) ALTERATION GEOCHIMIQUE
La matière organique ne joue qu’un rôle très limité du fait de la décomposition très rapide.
Les eaux de surface à PH neutre et Température élevée entraînent une hydrolyse totale
(dissolution) des minéraux primaires. Cette dissolution est survie d’une néoformation plus ou
moins importante d’argiles. Cette altération domine les climats chauds et humides.
On distingue 3 processus en fonction du degré de drainage et du PH
Drainage
PH
Processus
Argile néoformée
Milieu confiné
> 7
Bisiallitisation
Smectite
Milieu semi confiné
acide
Monosiallitisation
Kaolinite
Milieu filtrant
acide
allitisation
Gibbsite