Texture du sol

Il peut paraître paradoxal de parler de fertilité « physique ». Elle est pourtant, avec les composantes chimique et biologique, l’une des bases du triptyque sur lequel repose la fertilité des sols. Comment des composants, minéraux et supposés inertes par nature, peuvent-ils conditionner le potentiel agricole d’une parcelle ?

Au laboratoire

Appréciation et mesure de la texture d’un sol

Sur le terrain, lors de l’examen du profil cultural par exemple, on peut, avec un peu d’expérience, apprécier la texture au toucher. Appliquée avec rigueur et méthode, elle permet d’aboutir à une véritable classification des sols.

Malgré tout, on comprend que la perception manuelle pourra être différente d’une personne à l’autre. L’appréciation texturale est donc le plus souvent le résultat d’une mesure en laboratoire, plus reproductible et plus discriminante, par l’analyse granulométrique, une fois les graviers et cailloux éliminés par un tamisage à 2 mm. La totalité des analyses est effectuée, normativement, sur la « terre fine », dont les éléments ont moins de 2 mm de diamètre. Pour les sols caillouteux, il est utile de demander au laboratoire de mesurer le « refus à 2 mm », afin d’apprécier la représentativité de la mesure sur la terre fine par rapport au volume total de sol exploitable ! En effet, sur certains sols viticoles par exemple, la terre fine peut représenter moins de 20% du volume du sol exploité par les racines. De la même façon que la bonne interprétation d’une analyse de sol nécessite la connaissance de la profondeur de la couche arable (sol utile), la prise en compte des refus (mais aussi du pourcentage de cailloux non mis dans l’échantillon à analyser, mais à indiquer sur la fiche de renseignements) est indispensable. Les éléments grossiers interviennent directement sur la porosité, la capacité de rétention hydrique et minérale, la vitesse de réchauffement et la résistance au tassement des sols.

L’analyse granulométrique au laboratoire

La méthode la plus fréquemment utilisée en France est la méthode normalisée NF X31-107.

Méthode Normalisée (NF X31 107)

• Préparation 5 g ± 0,001 g de terre fine.
• Destruction préalable de la matière organique (à l’eau oxygénée à froid, puis à chaud).
• Dispersion des particules élémentaires (ajout d’une solution à base de sodium).
• Agitation.
• Sédimentation : principe basé sur la vitesse de chute des particules selon leur grosseur. Pipetages successifs pour déterminer par prélèvements, les argiles, les limons fins et les limons grossiers.

          - Pesée après séchage des fractions fines pipetées.

          - Pesée après tamisage et séchage des fractions grossières (sables).

Argile vraie ou argile granulométrique

Selon les laboratoires, l’analyse granulométrique peut être effectuée avec ou sans décarbonatation préalable. Derrière ce qui peut passer pour un détail technique, se cache la plupart du temps le souci d’accéder, par l’analyse granulométrique aux argiles « vraies » ou minéralogiques, dont le rôle est fondamental dans les propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol. Or la méthode d’analyse de la granulométrie étant basée sur la taille des particules constitutives, la classe des argiles va rassembler tous les éléments d’un diamètre inférieur à 2 micromètres : il s’agit d’argiles granulométriques. On y trouve les argiles minéralogiques (issues de l’altération des silicates), mais aussi : des débris de quartz très fins (1 à 2 micromètres), de la silice plus ou moins hydratée, des oxydes de fer et d’aluminium et des cristaux de calcaire très fins (moins de 2 micromètres).

L’étape préalable de décarbonatation, lorsqu’elle est réalisée par le laboratoire, aboutit à l’élimination du calcaire. De ce fait elle permet de se rapprocher de la proportion d’argile minéralogique dans la fraction inférieure à 2 micromètres, mais elle ne suffit pas à déterminer uniquement les argiles « vraies » : le quartz, la silice, les oxydes restent comptabilisés avec les argiles.

D’autre part, en fonction du type de sol, les carbonates peuvent aussi se trouver dans les fractions plus grossières. L’ensemble des résultats de l’analyse granulométrique peut donc être modifiée par la décarbonatation, sans qu’il soit possible d’en prévoir l’effet sur chaque fraction granulométrique prise séparément. En fait, la granulométrie après décarbonatation présente un intérêt dans deux cas particuliers précis :

          - pour résoudre certains problèmes de filiation pédogénétique entre horizons, qui intéressent les pédologues ;

          - pour connaître la répartition granulométrique des carbonates dans un horizon calcaire (à condition d’avoir aussi réalisé l’analyse sans décarbonatation). Cette approche peut intéresser les agronomes qui cherchent à évaluer la « réactivité » du calcaire, notamment dans des situations de risque de chlorose ou de choix de porte-greffe. Il faut souligner que le dosage du calcaire actif semble bien corrélé aux taux de carbonates des fractions granulométriques inférieures à 20 micromètres (argiles et limons fins), sauf pour les sols crayeux. Ce dosage complète utilement l’analyse granulométrique en l’absence de décarbonatation, pour les sols calcaires. C’est l’approche retenue par le LCA.

Comme la quantité et la nature des argiles minéralogiques jouent un rôle important dans la capacité d’échange des sols, la mesure de la Capacité d’Echange Cationique (CEC) est une détermination complémentaire particulièrement importante pour l’interprétation de l’analyse chimique de sol (bilan de fertilité). Deux sols ayant la même proportion d’argile granulométrique et de matières organiques peuvent en effet présenter des CEC très différentes selon la nature et la qualité de ces argiles et matières organiques.

Signification - Interprétation

• Ne pas confondre texture et structure

Les propriétés physiques des sols dépendent naturellement des proportions relatives des éléments les constituant, mais aussi de la façon dont ces éléments sont associés entre eux pour former des unités structurales. On appelle texture la composition d’un sol en sables, limons et argile. Elle permet de positionner les sols dans des « classes », dans lesquelles on associe parfois la matière organique et le calcaire lorsque leur présence est supérieure à 4 ou 5 %. La texture du sol classe donc les éléments constitutifs du sol selon leur dimension. Elle se distingue de la structure qui qualifie la disposition de ces éléments, en agrégats ou en unités structurales. Ces deux notions, texture et structure, commandent la totalité des caractéristiques physiques des sols, entre autres la porosité et le comportement des sols vis-à-vis de l’eau et de l’air

La texture du sol = répartition quantitative des éléments solides suivant leur taille.

Utilisation du triangle de texture

• De l’analyse granulométrique à la texture

La proportion relative des différentes classes granulométriques définit la texture du sol. Les classes de texture sont généralement données dans des diagrammes triangulaires, équilatéraux ou rectangles, divisés en zones de texture déterminée. Différents diagrammes ont été proposés. Ils réduisent les compositions granulométriques à trois fractions (argile, limon, sable) dont la somme fait 100 %. Le principe est toujours le même : on positionne la composition granulométrique selon 2 des 3 fractions. La troisième est forcément égale au complément de la somme des deux premières à 100 %. Par exemple, pour un sol à 35 % d’argile et à 50 % de limon, la proportion de sable est égale à 15 % car [100 – (35 + 50] = 15. Parmi les référentiels existants, on peut citer le diagramme USDA (12 classes), le diagramme FAO-UNESCO (3 classes), le diagramme belge (7 classes), ainsi que les triangles anglais (11 classes), suisse (10 classes), néerlandais (10 classes), ISSS (12 classes), etc.

En France, deux diagrammes sont couramment utilisés :

- celui du Service de la carte des sols de l’Aisne, qui comporte aujourd’hui 15 classes. A l’origine il ne comportait « que » 14 classes, les limons sableux et les limons moyens sableux n’étant pas distingués. Des versions simplifiées ont été proposées pour les « séries de sols » (9 classes) et les « familles de sols » (6 classes).

- celui du GEPPA (1963), qui comporte 17 classes. Elaboré par un groupe de pédologues à partir des sensations tactiles ressenties sur des prélèvements en provenance de tout le territoire métropolitain, il est devenu le standard français car reconnu comme le seul à émaner d’un travail collectif. C’est le triangle utilisé au LCA.

Pour définir la texture du sol.

Exemple : sol ayant la granulométrie suivante : (en pour mille)

• Argiles = 280 (A)
• Limons Fins = 199 (LF)
• Limons Grossiers = 130 (LG)
• Sables Fins = 117 (SF)
• Sables Grossiers = 238 (SG)

A noter :

D’autres types de triangles de texture peuvent être utilisés. Les résultats s’expriment par rapport à la terre fine sèche, avec : LF + LG + SF + SG + A = 1000. Les carbonates totaux se répartissent dans les différentes fractions (argiles, limons, sables) suivant la grosseur des particules de calcaire.

Conséquences agronomiques

Effet "Texture"	Rôles et Phénomènes	Incidences sur le sol
Quantité d’argile	- physique (structure) - chimique (réservoir alimentaire) = formation du complexe argilo-humique (C.A.H.) - hydrique (capacité de rétention en eau)	- richesses, potentialités et contraintes. - réserves en eau.
Déséquilibre de la texture	- instabilité, battance élevée si IB > 1,8 - aération (porosité défavorable) si IP < 3	- travaux du sol ± difficiles. - levées difficiles en cas de battance élevée. - risque de tassement.

A noter :

Les problèmes de structure d’un sol sont très souvent aggravés par une acidité excessive, un manque de matière organique. L’analyse granulométrique est à effectuer une seule fois pour la même parcelle. Elle est nécessaire pour une terre destinée à la plantation en viticulture ou arboriculture sur sol et sous-sol, en particulier pour le choix du porte-greffe. La connaissance de la texture peut aider à choisir certaines cultures. Elle guidera dans la conduite de certains traitements phytosanitaires au sol (herbicides). L’indice de battance est à utiliser avec un esprit critique ; il existe plusieurs formules pour le calculer.