Chapitre I : L’eau et le sol

L’eau et le sol sont parmi les ressources fondamentales pour la vie du l’homme sur la terre. Le sol est composé de trois phases ; la phase solide (les éléments de roche), la phase gazeuse (d’air qu’il contient) et la phase liquide (l’eau présente). La phase solide, constante, constitue le « squelette » du sol, les deux autres phases occupent les vides du sol laissés par l’agencement des éléments solides. Les quantités d’air et d’eau présentes dans le sol varient de façon antagoniste en fonction des conditions climatiques et déterminent l’état hydrique du sol.

1.1.         Rôle de l’eau dans le sol

La fraction liquide du sol ou solution du sol en est un carrefour important, grâce à sa capacité de transporter les substances entre la fraction solide et les radicelles des plantes et intervient dans la nutrition des plantes.

L’eau joue un rôle de transporteur, de solvant et d’agent de réactions chimiques ; elle donne aux plantes leurs turgescences ; grâce à forte chaleur latente de vaporisation, elle permet aux plantes d’évacuer une partie importante de l’énergie qu’elles reçoivent du soleil et de régulier ainsi leur température.

C’est un des principaux facteurs de la pédogénèse (elle est le siège de nombreux processus de solubilisation ou l’insolubilisation) par rapport  aux constituants solides, qui traduisent souvent une évolution à long terme.  Elle reflète le fonctionnement actuel.  

1.2. Constituants et propriétés du sol

        Les principaux constituants du sol sont de quatre types : constituants organiques (débris d’organismes végétaux par exemple, constituants minéraux (sable, argile….), des gaz  qui circulent dans les interstices du sol et enfin « solution du sol », formée d’eau et d’ions. À partir de là, un sol va avoir différentes caractéristiques que l’on peut déterminer en effectuant des analyses physico-chimiques :

     Les Propriétés physiques des sols sont liées à 2 notions fondamentales : la texture et la structure.

a- Texture : on distingue 2 définitions

1) Répartition des particules minérales exprimée en % de leur  taille (Ø). 

2) Ensemble des propriétés du sol résultant de la taille des constituants qui définissent un comportement particulier du sol.

b-Structure

 C’est le mode d’agencement des particules dans l’espace.

c-Porosité

La notion de porosité est fondamentale pour comprendre le comportement de l’eau dans le sol, puisque c’est elle qui détermine les conditions de stockage et de circulation de l’eau.

d-Perméabilité

Elle représente la capacité d’un sol à laisser circuler un liquide ; un sol ne peut donc être perméable que s’il comporte une macroporosité ou porosité efficace.

 

1.3. Les états de l’eau dans le sol

Trois types d’eau, définis par leur mobilité, peuvent se distinguer :

a. L’eau gravitaire ou l’eau libre, qui circule librement dans la macroporosité du sol, se déplace essentiellement vers le bas sous l’effet de la gravité, jusqu’à rencontrer un niveau imperméable .ou déjà saturé

b. L’eau de rétention capillaire : occupe la porosité capillaire ou microporosité, les forces de tension superficielle l’emportent sur celle de la gravité, mais l’eau capillaire peut se déplacer dans les pores et interstices « par capillarité ». Elle peut être extraite en grande partie par l’extraction racinaire ; c’est la fraction de l’eau de rétention capillaire mobilisable qui constitue la réserve hydrique dans lesquelles puise la végétation en l’absence de précipitations pour assurer son alimentation d’eau.

 

c. L’eau liée ou adsorbé

          Elles se forment auteur des grains, c’est une eau uniquement hygroscopique (l’épaisseur de la pellicule est en équilibre avec le degré hygrométrique de l’air dans le sol), hors d’atteint de la succion racinaire. Un sol qui ne contient plus que de l’eau liée provoque un manque d’eau irréversible pour les plantes qui s’y alimentait (point de flétrissement).   

 

 

Figure 01 : les états de l’eau dans le sol

 

1.4. Les forces de liaison de l’eau dans le sol

   Si le sol possède une capacité à retenir de l’eau, c’est parce qu’ils interviennent des forces de liaison entre l’eau et le sol, susceptibles de modifier les propriétés de l’eau et de lui conférer des rôles et des états différents.

a-    Les forces à l’action dans le sol

           La gravité, ou force de la pesanteur  terrestre, on la vu, n’a d’effet que sur l’eau de la macroporosité car elle est plus faible des forces qui agissent sur l’eau du sol.

         Dans la microporosité, les particules du sol exercent sur l’eau des forces de succion, ou tension superficielle, qui tendent à retenir cette eau dans les pores. Ces forces de rétention capillaire sont d’autant plus fortes que les interstices du sol où l’eau est localisée sont petits. Autrement dit, la force avec laquelle l’eau est retenue dans le sol dépend de la taille des pores.

        A l’échelle de la molécule des forces d’attraction chimique et électrique font      adhérer l’eau de façon intime aux grains du sol : l’adsorption. Ces forces résultent de la disposition des polaires (pole + et -) des atomes dans la molécule d’eau.

        Ces forces sont généralement prises en compte globalement sous le terme de potentiel capillaire (ou potentiel de succion matriciel).

b-    les constantes hydriques et le profil hydrique d’un sol

-         la saturation : la phase liquide (l’eau occupe tous les vides).

-         La capacité au champ ou capacité de rétention : l’eau de rétention est à sa valeur maximale ; le sol est dit ressuyé  quand l’égouttement rapide est terminé, réhumecté.

Lorsque les réserves ont achevé leur phase de reconstitution ; en toute rigueur, dans les deux cas, le sol est à sa capacité de rétention et il a la même teneur en eau, PF=2.5.

    -Le point de flétrissement, il ne reste que l’eau liée au sol, PF=4.2.   

D’une manière simplifiée, et prenant en compte que la grandeur de succion, l’eau du sol se trouve sous 03 états :

A.    L’eau non retenue : dite libre ou gravitaire ; elle s’élimine progressivement sous l’effet de son propre poids dans le sol. (elle présente l’écoulement libre du sol).

B.     L’eau faiblement retenue : l’attraction du sol est supérieure aux forces de pesanteurs.

C.   L’eau très fortement retenue : La succion du sol est supérieure à la succion maximale qu’exercent les racines.

 

 

 


 

 

           

 

 

 

 

 

 

 

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