Cours complément semestre 6 sur l`Altéraction et Pédologie

ALTERATION et PEDOLOGIE
Introduction : L’atmosphère la biosphère, l’hydrosphère et le climat sont
des facteurs essentiels dans les modifications subies par les
roches.
Une altérite peut-être définie comme ceci : c’est une roche provenant
de l’altération des roches mères (roches endogènes ou exogènes).
L’altération du matériel sédimentaire commence par celle des roches mères
de l’écorce terrestre. Les actions de cette altération sont les suivantes :
 Altérations chimiques : elles sont dues à l’action de l’hydrolyse
qui peut être soit simple par exemple mise en solution des
roches salines soit complexe par la réaction des ions cristallins
avec H+ et OH- mais aussi par ions plus ou moins associés à
l’eau CO3- ou CO3H qui s’attaque au carbonate. On aboutit à
une notion de solubilité et donc à une notion de séquence de
solubilité des différents cristaux et de résistance différentielle.
(Séquence de Goldich)
 Altérations mécaniques : ce sont essentiellement des
dislocations dues aux variations de température entraînant le
déchaussement de la roche en agrégat ou en minéraux eux-
mêmes.
Tous ces phénomènes
peuvent amener à la formation
d’altérites et de sols. On distingue
plusieurs unités dans les produits
d’altération des roches.
La distinction de 3 niveaux
dans une coupe n’est pas toujours
nette. Le sol peut se forme
directement au contact de la
roche saine, sans qu’il soit intercalé
d’altérite.
Dans les sols on observe des différences avec les altérites et la roche
mère. C’est un mélange de MO (Matière Organique) et de MM (Matière
Minérale).
Dans les altérites, la MO vient de la surface à partir des systèmes
radiculaires des végétaux. On distingue différents niveaux (horizons) à
l’encontre des sols, les altérites sont considérées comme des roches.
Si les sols peuvent atteindre 1 à 2m, on connaît des altérites de près de
40m d’épaisseur sous les climats tropicaux.
Dans les séries géologiques, il a été reconnu des altérites qui nous
renseignent sur les paléoclimats et parfois sur les paléoflores.

L’altération des roches peut amener à des concentrations minérales
(bauxite, roche résiduel avec Ni)
Le sol : c’est une formation naturelle de surface à structure meuble
d’épaisseur variable de quelques centimètres à des mètres résultats de la
transformation de la roche mère sous jacente sous l’influence des divers
processus physique, chimique et biologique. Le sol fait partie d’un ensemble
naturel qui est la partie superficielle de la lithosphère, de la partie de base de
l’atmosphère de la biosphère. Ils représentent un des constituants essentiels
des écosystèmes continentaux. Leur ensemble constitue la pédosphère.
En général les sols sont plus complexes que les altérites par la présence
de MO la mise en place et la formation des sols sont abordées par la
pédogenèse. C’est le résultat d’un processus bio-géochimique complexe
engendré par l’interaction entre l’atmosphère, les couches superficielles de la
lithosphère et les êtres vivants qui les peuplent. Cette interaction est
symbolisée par les 3 éléments que sont le climat, le sol et la végétation.
Ces sols seront étudiés par des techniques spécifiques de la pédologie.
Parfois on peut trouver dans les altérites des paléosols qui sont parfois difficiles
à identifier car avec le temps, il y a disparition de la MO qui caractérise le sol.
I La pédologie : Objets et Méthodes
Etude des caractères de l’évolution et la répartition des sols.
1) Historique :
Dans la vie on parle de terre grasse et de terre maigre par rapport aux
rendements d’un sol.
Les romains savaient que la richesse des sols dépendait de la quantité
de l’humus.
Au XVI : Olivier de Serres établit un classement des sols.
Bernard Palissy : la composition des sols influe sur la fabrication des
céramiques.
Sully : développe l’agriculture en étudiant les sols.
Au XIX : Arrivée des engrais
Contrairement aux autres sciences où il faut d’abord voir l’aspect
fondamental avant les expériences, la pédologie a développé l’aspect
pratique.
Père de la pédologie : Dokoutchaev
Les sols sont identiques malgré des différences de roches mères. Cela
dépend de la végétation (1er cas de la Steppe). Puis sur une zone couverte
de résineux, les sols sont semblables et sont appelés « podzol ». Le climat joue
un rôle fondamental par le biais de la végétation associée.

Actuellement depuis 1930, la pédologie s’est développée grâce aux
nouvelles techniques. La plupart des concepts (milieux confinés, lessivage,
héritage, néoformation,…) datent d’une cinquantaine d’années.
2) Le sol, milieu naturel spécifique :
Le sol résulte de l’interférence des processus géologiques, biologiques,
climatiques et hydrologique parfois également par de l’action anthropique.
C’est un milieu naturel particulièrement complexe. Lorsque les roches mères
parviennent à l’affleurement, elles subissent une altération superficielle plus
ou moins poussée sous l’action des agents bioclimatiques. La roche initiale
perd une partie de ses caractères originels, des minéraux disparaissant
d’autres se formant, l’architecture de la roche est modifiée.
Parallèlement une fraction de la partie aérienne des végétaux ou des
animaux après leur mort est intégrée plus ou moins profondément à la MM
entraînée par les eaux s’infiltrant. Le sol est donc le lieu de la cohabitation de
la MO et de la MM parfois intimement associés sous forme de complexes.
Le climat agit sur le sol par tous ces paramètres, la part des
précipitations qui s’infiltrent dans le sol transite plus ou moins rapidement selon
la configuration. Véhiculant des substances qui peuvent atteindre la nappe
phréatique l’eau peut être aussi assimilée par les organismes ou s’évaporée.
La température agit sur la vitesse d’évolution des composés minéraux
et des organismes. Lorsque les vides des sols ne sont pas occupés par de
l’eau, ils contiennent des gaz atmosphériques. La vie est donc possible dans
le sol, macro et microorganismes qui agissent eux-mêmes sur l’atmosphère du
sol ou leur décomposition après leur mort en même temps que sur les
composés minéraux et organiques.
Il y a donc dans les sols un climat influencé par le climat atmosphérique
et légèrement différent de ce dernier : on parle de pédoclimat.
Le relief influence sur la formation des sols. Leur répartition et la nature
des roches du sol sont étroitement liées aux formes du relief. En effet à la
surface des sols, les mouvements d’eau et de l’atmosphère déplacent les
particules minérales et organiques des points les plus hauts à ceux les plus
bas. → Colluvions.
Le sol est un milieu ouvert qui reçoit et perd de la matière et de
l’énergie. Ces échanges mettent en œuvre des mécanismes physico-
chimiques. Ces modifications dont la nature et l’organisation des matières
organiques présentes dans le sol sont sous l’influence du climat et des
organismes vivants constitue la pédogenèse.

Le sol constitue sur les roches une couverture pédologique
généralement continue et structurée. Les caractères de cette couverture
doivent être considérés selon leurs extensions horizontales et verticales.
La couverture pédologique comporte des zones relativement
homogènes appelés : unités.
Avec des variations brusques parfois même des lacunes, ces éléments
font l’objet de cartographie.
Les facteurs responsables de la modification des pédogenèses et donc
des changements d’unité cartographique sont le climat, la végétation, la
roche mère et le relief.
Le climat et la végétation subnaturelle qui lui est associée induisent
généralement des variations progressives car il présente eux-mêmes des
limites progressives.
Lorsque la végétation est ordonnée par les activités humaines cela
peut entraîner des variations brutales d’unités.
La nature de la roche mère entraîne généralement des variations
brutales d’unités. Mais les colluvions produisent un mélange au niveau des
limites ce qui peut induire des variations progressives d’unité.
Le relief selon sa rigueur entraîne soit des variations brutales soit des
variations progressives.

Au cours de la pédogenèse, le sol s’organise en couches superposées
appelées horizons. Les horizons sont parallèle à la surface de contact
atmosphère / lithosphère. C’est le profil pédologique du sol.
Les caractères des horizons permettent d’établir une typologie et une
classification. Les horizons sont désignés par des lettres.
Mise en place d’un système radiculaire qui permet de fracturer la roche.
Horizon pédologique mélange roche mère et MO. Ce n’est plus une
latérite.
A : éluviales
B : illuviales
CPCS (1967)
RP (référencial pedologic) (1995) basée sur l’horizon de référence.
Horizon A : partie supérieure MO souvent appauvrie en élément (argiles, fer,
aluminium) par lessivage. On y fait des subdivisions :
A00 (L) Litière où s’accumulent des débris de végétaux identifiables.
A0 (O) très riche en MO (+ de 30%) disparition des structures.
A00 et A0 sont des horizons organiques plus ou moins transformés en
condition aérobie.
Selon le degré de dégradation des végétaux on distingue 3 types dans la
couche O :
OL : débris peu transformés
OF : débris mélangés avec de la MO fines boulettes fécales
OH : majorité de MO en fine boulettes fécales, micros débris non
identifiables.
Dans l’horizon A on trouve le H : Holo organique (que de la MO) Milieu saturé
d’eau 6 moins de l’année. Débris de végétaux aquatiques et hydrophile.
Caractéristiques des tourbes.
Horizon A1 : Mixte mélange de MM et MO < 30%
Horizon A2 (ou E) : Pauvre en MO plus clair, plus lessivé, horizon éluvial.
Pauvre en fer, minéraux argileux, aluminium, … par les lessivages latéral
ou vertical
Bp et Bt Zone de concentration des éléments lessivés.
Horizon Ap (L) : Horizon A superficiel souvent perturbé par les labours. Ajout
de substances allochtones (engrais, amendement, épandage,…)
Les horizons A contenant plus de 5% de CaCO3 sont nommés Aca