Compte Rendu TP Pedologie - Leo, Francois, Jade [PDF]

Zitiervorschau

Léo-Paul Charlet François Humbert Jade Godreuil Mercier

Compte rendu TP Pédologie – 23

septembre Groupe 5

Etude de la structure générale d’un sol : exemple de la vallée de l’Yvette Introduction : Un sol est la couche supérieure de la surface terrestre composée de différents horizons. La structure d’un sol dépend des conditions physiques (pente, vents, présence de rivières…) et biologique (faune, flore, microbiote). Par conséquent, un sol est dynamique et il existe des interactions entre les différents horizons d’un sol. La partie supérieure du sol est en contact direct avec les feuilles et les autre éléments organiques morts. Cette matière organique commence à être dégradée par différents processus (physiques et surtout biologiques) pour former la litière. La litière fait généralement 1 ou 2 cm d’épaisseur. Juste en dessous de la litière, on observe un horizon généralement sombre de quelques centimètres d’épaisseur composé de beaucoup de matière organique, de racines et de matière minérale. Il s’agit de l’horizon organo-minérale ou l’horizon A. La matière organique et la matière minérale peuvent être mélangés ou juxtaposés. Enfin, chaque sol repose sur la roche parentale composée uniquement de la matière minérale enfouie à environ 1 mètre de profondeur. Nous avons étudié trois sites différents de la vallée de l’Yvette dans le bassin parisien. Le bassin parisien est un bassin sédimentaire formé par l’accumulation de sédiments quand l’eau s’est retirée, entre –34 et –28 millions d’années durant l’Oligocène. L’Yvette est un sous-affluent de la Seine qui repose sur de l’argile verte (matériaux imperméable qui retient l’eau). Le tracé de l’Yvette est sinueux (sinuosités crées artificiellement pour réduire la vitesse du courant et ainsi limiter les épisodes de crues) et présente plusieurs méandres. La vallée de l’Yvette est composée de différentes couches  : de la marne à huitre semiperméable, des sables de fontainebleaux très poreux, de l’argile à meulière capable de contenir de l’eau et du lœss, une formation éolienne de limons datant du quaternaire (rendant le sol très fertile).

Cette alternance de couches poreuses et perméables, associée à la forte pente de la vallée permet un écoulement de l’eau et la création de nombreuses zones humides. Nous allons voir quelles sont les différentes structures de sol que l’on retrouve dans la vallée de l’Yvette et quelles interactions pouvons-nous observer entre la géologie et la biologie.

Résultats : 1 ère station : plaine alluviale de la rive droite de l’Yvette La plaine alluviale bénéficie du dépôt de particules en suspension dans l’Yvette lorsque l’eau se retire au moment de crue. On parle de couche FZ. Dans la fosse pédologique, on observe la présence d’eau. Il n’y a donc pas de gaz dans les porosités du sol. Il s’agit d’un milieu anoxique, on dit que la porosité du sol est saturée. Cela entraîne de fortes contraintes pour la faune et la flore. On retrouve ainsi majoritairement des plantes adaptées à ces contraintes comme le jonc ou l’iris. Il y a peu ou pas de métazoaires comme les vers de terre et la micro faune et la micro flore sont adaptées à l’anoxie (tout comme les bactéries qui sont anaérobiques). Sous les arbres (aulnée = présence majoritaire d’aulnes), la chute des feuilles forme une litière peu épaisse de type OL car c’est une litière organique avec peu de feuilles fragmentées. Directement sous la litière, on observe une terre granuleuse, de couleur sombre, caractéristique de la présence de matière organique. On note la présence de sable ( pour cela, il faut passer la terre entre son pouce et son index afin de percevoir le niveau de frottement). La matière organique et la matière minérale sont bien mélangées par l’action des animaux détritivores et décomposeurs. On parle alors d’horizon organo-minéral macro-structuré de type A. Une couche OL et A forment un humus de type MULL, dynamique. En réalisant une carotte, on observe un dégradé de teinte dans le sol qui est de moins en moins sombre, témoignant d’un appauvrissement en matière organique au fur et à mesure que l’on s’enfonce en profondeur. Un test du boudin (prendre de la terre y mettre de l’eau réaliser un boudin et constater sa tenue puis essayer de créer un anneau) réalisé sur du sol prélevé à quelques dizaines de centimètres de profondeur a été concluant. Le boudin peut être réalisé ainsi que l’anneau mais ce-dernier ne tiens pas très bien. Cela révèle un sol comportant environ 25% d’argile Il n’y a pas de dégagement gazeux au contact de HCl. Il n’y a donc pas de carbonate de calcium (CaCO3)

On observe des tâches oranges, révélateurs de la présence d’ion oxydés Fe3+. Il y a donc de l’oxygène qui oxyde le fer. Lorsque le niveau de l’eau augmente, le fer est réduit en ion Fe2+ soluble dans l’eau. On a donc une alternance d’oxydation et de réduction du sol : il s’agit d’un rédoxy-sol.

2ème station : la prairie humide L’arrangement de couches poreuses et perméables et sa position en aval de la vallée permet à la prairie de bénéficier d’une importante humidité. On retrouve donc une flore caractéristique des zones humides comme les prêles ou les saules. La strate arbustive est très diversifiée, développée et abrite une flore très diversifiée. La prairie se situe sur des sables de Fontainebleaux et au-dessus d’une nappe aquifère. La litière est très fine voir quasi inexistante. L’horizon organo-minérale est moins sombre que sur le premier site. Il y a moins de matière organique et plus de sable. Cependant, les matières organique et minérale restent bien mélangées. Il s’agit d’un horizon bio-macro-structuré de type A.

Cependant, la présence d’eau (milieu anoxique), de sable et de cation (sol pauvre et calcium) limite la présence de vers de terre. Juste en dessous de l’horizon A, on observe un sol plus clair (donc plus pauvre en matière organique avec sédiments silices et grains de sables) avec des tâches oranges de Fe3+ (mica noir, biotites ect...) il s’agit donc d’un redoxysol riche en fer. La présence de fer s’explique par la présence d’un minérale qui en contient : la biotite. Le test de HCl ne révèle pas de dégagement gazeux, il n’y a donc pas de calcaire. On est plutôt en présence de silice présente dans les cristaux de quartz des grains de sable. Il s’agit d’un horizon g. Du fait de l’absence d’oxygène dans les milieux humides, la dégradation de la matière organique est lente et l’assimilation de carbone dans la terre est bonne. Ainsi, en plus de l’importante biodiversité qu’elles abritent et le rôle de filtration de l’eau qu’elles assurent, la protection des zones humide représente un enjeu majeur dans la lutte contre le changement climatique et l’érosion de la biodiversité.

3ème station : versant de la vallée de l’Yvette Sur le troisième site il y a une strate arborée bien plus développée que sur le précèdent site (présence de chênes et de châtaigniers). On observe un fort dénivelé et du sable au sol. L’eau percole et se retrouve dans la nappe aquifère. On retrouve des meulières qui dévalent le long de la pente, à cause de l’érosion sur le plateau de Saclay. Une mesure du pH à l’aide d’un pH-mètre de terrain donne une valeur de 4 ce qui révèle la forte acidité du sol. Les échanges d’ions ne sont pas favorisés par un pH faible (les plantes échangent un ion H+ contre un ion plus intéressant pour elle avec le milieu mais cet échange est difficile si le milieu est déjà saturé en ion H+). On retrouve ainsi une végétation adaptée à ces conditions contraignantes (chênes, châtaigniers, fougères aigles). Le pH faible s’explique par la présence de silice tétraédrique (SiO2) qui s’organise en feuillets et capte les ions H+. On observe une litière plus épaisse d’environ 2-3 cm avec deux couches distinctes : la couche OL composée de feuilles de moins d’un an et la couche OF avec des fragments de feuilles plus anciennes légèrement décomposées. Le sable, le manque d’humidité et l’acidité ne permet pas la présence de beaucoup de vers de terre et donc empêche la décomposition correcte de la matière organique. L’horizon A organo-minérale est composé de matière organique et minérale juxtaposée (et non mélangée comme précédemment). Il n’y a pas d’argile. L’arrangement OL + OF + A juxtaposé donne de l’humus MODER. (dégradation lente de matière organique très lignifiée). On observe une zone d’éluviation, plus claire, ou la matière organique est drainée vers une zone d’accumulation. Il s’agit d’un horizon de type E. Juste en dessous de la zone d’éluviation se trouve la zone d’illuviation, composée de sable, de matière organique et de fer. Il s’agit d’un horizon de type PB. Enfin, la roche parentale est constitué de sable, une couche sédimentaire de type C. Il y a des animaux détritivores mais il y a peu ou pas de vers de terre qui détestent la grande quantité de sable qui abime leur tégument. Ainsi les feuilles sont fragmentées mais ne sont pas dégradées. L’arrangement OL - OF - A juxtaposé - E - PB - C donne ce qu’on appelle des podzols, des sols peu fertiles et acides.

Conclusion : Les sols sont des structures complexes qui résultent d’une interaction fine entre les conditions physiques d’un milieu, le biotope et les éléments biologiques qui le compose, sa biocénose. La présence d’une faune détritivore favorisera l’apparition d’une litière fragmentée et les vers de terre augmente grandement la dégradation de la litière. On a alors un horizon organo-minérale riche en matière organique. Mais la présence de sable, d’eau ou d’acidité limitera l’accumulation de matière organique. Le sol joue un rôle important pour la flore et la faune, qui elles-même ont un fort impact sur la structure du sol. Il est important de bien comprendre les caractéristiques géologiques d’un milieu (présence d’un cours d’eau, climat, dénivelé), des conditions physiques (acidité, présence d’eau, de sable…) et biologique (faune et flore) pour étudier les sols et leur dynamique. L’étude des sols permet de savoir quels types de plantes pousseraient le mieux dans cette zone et elle permet de savoir comment protéger la faune et la flore du milieu. Elle permet également d’éviter les risques liés aux inondations, éboulements etc… Dans certaines régions la connaissance des sols permet d’éviter les famines, la sécheresse, les grosses crues dangereuses et l’érosion de la biodiversité.