Texture - méthode pipette
PC1 - Protocole de sédimentation par la méthode du tamis-pipette ( en anglais sieve-pipette method)
Question posée
Quelle est la texture du sol ?
Quel est le pourcentage d’argile contenu dans le sol ?
Principe
Le but de cette mesure est de diviser un échantillon de sol en plusieurs classes granulaires afin de déterminer le pourcentage de chaque classe.
La fraction grossière (sables) est divisée à l’aide d’une série de tamis de dimensions décroissantes (2mm, 200 μm, 50 μm)
La fraction fine (< 50 μm) est divisée par une analyse granulométrique par sédimentation. Cette fraction est mise à décanter. La taille des particules à une influence sur la vitesse de décantation, grâce à quoi on peut distinguer les argiles des limons.
Le pourcentage des fractions sable, limon et argile nous permet de définir la texture du sol selon le diagramme des textures du GEPPA (Groupe d’Etude pour les Problèmes de Pédologie Appliquée).
Matériel et réactifs
- Une balance analytique de précision 0.0001 g ;
- Une étuve
- Un agitateur pour flacons de 500ml
- Bouteilles en plastique de 500ml
- Des tamis de maille : 50 μm, 200 μm, 2 mm
- Tamiseuse vibrante
- Plaque et casserole
- Cylindre de sédimentation 1L (hauteur du marque de 1L=36±2cm)
- Entonnoir de la taille des tamis
- Pipette de 25ml
- Agitateur manuel de la taille du cylindre
- Thermomètre
- Tuyau 0.5cm
- Boite de pétri, béchers
Réalisation du protocole
Conditionnement de l’échantillon
1- Prélever environ 200 g de terre.
2- Faire sécher l’échantillon à l’air.
3- Tamiser à 2mm
4- Prise d’essai :
- Sol argileux : 10g
- Sol limoneux : 20g
- Sol limono-sableux ou sablo-limoneux : 40g
- Sol sableux : 80g
Pré-traitement
Carbonates
- Évaluation de la présence de carbonates : prendre environ 5g d’échantillon et ajouter quelques gouttes de HCl 10%. En cas de présence de carbonates le processus de destruction doit être fait.
- Élimination de carbonates : Prendre une prise d’essai (voir section Conditionnement item 4-) et ajouter 100 ml H2O. Agiter. Ajouter HCl 1M jusqu’à la destruction complète des carbonates (fin de l'effervescence). Faire bouillir pendant 5 minutes et laver par décantation en ajoutant 50ml d'eau déminéralisée pour éliminer le calcium et l'excès d’acide. Une séparation par centrifugation peut aussi être réalisée.
Matière organique
- Élimination de matière organique: cette procédure doit être faite si la M.O. >5% et après la destruction de carbonates si nécessaire.
Méthode A
Prise d’essai (voir section Conditionnement item 4- ou échantillon après la destruction de carbonates) + 25ml H2O + 5ml H2O2 30%. Observer l’effervescence et ajouter H2O2 quand la réaction s’arrête. Quand il n’y a plus de mousse, chauffer à 90°C et évaporer l’excès d’eau (ne pas arriver à la sècheresse). Continuer à ajouter du H2O2 et à chauffer jusqu’à toute la matière organique soit détruite. Finalement, chauffer 1h pour détruire l’excès de H2O2.
Méthode B
Pris d’essai (voir section Conditionnement item 4- ou échantillon après destruction de carbonates) + H2O2 10% : incubation pendant 48h (avec agitation occasionnel, 3-5 fois)
Dispersion
Après la destruction des carbonates et de la matière organique ajouter 400ml d’eau distillée et 10ml de Na-HMP . Agiter toute la nuit (17h).
Séparation du sable
1) Faire passer la suspension de sol dispersé à travers le tamis de 50 μm placé sur le cylindre de sédimentation et sur un entonnoir.
2) Laver le tamis avec de l’eau déminéralisée jusqu’à remplir le cylindre (1L) . (Vérifier que l’eau de lavage est transparente à la fin).
3) Sécher le tamis à l’étuve à 105°C pendant 8h et transférer la fraction dans un bocal en verre.
4) Faire passer la fraction récupérée et séchée par une série de tamis : 50 μm, 200 μm en utilisant la tamiseuse vibrante et un bassin pour récupérer la fraction 50 μm résiduelle.
5)Récupérer les 3 fractions dans des boîtes de pétri, pre-pesées et sécher à l’étuve 105°C pendant 2h.
6) Peser les fractions après séchage.
Wsg = masse de fraction 2mm- 200 μm (sable grossier)
Wsf = masse de fraction 50 μm - 200 μm (sable fin)
Wr = masse de fraction <50 μm ( argile & limon)
Détermination des argiles
1) Remplir un cylindre avec de l’eau et mesurer la température de l’eau. La température doit être stable pendant tout le temps de sédimentation.
2) Agiter la suspension récupérée dans le cylindre (voir section Séparation du sable item 1) avec l’agitateur manuel up-and-down pendant 30 seconds. Enregistrer l’heure à la fin de l’agitation et la température.
3) Après l’intervalle de temps approprié (voir tableau au dessous) descendre le point de la pipette jusqu’à 10 cm au-dessous de la marque de 1L. Prendre 25ml de la suspension en 12 secondes. Cette manipulation doit être faire doucement pour éviter la perturbation de la suspension.
Température (C°) | Temps de sédimentation (h:m:s) |
18 | 8:24:36 |
20 | 8:00:00 |
22 | 7:37:48 |
24 | 7:16:48 |
26 | 6:57:00 |
28 | 6:39:00 |
30 | 6:22:12 |
4) Transférer les 25ml dans un bêcher pré-pesé et laver la pipette avec 25ml d’eau. Ajouter l’eau de lavage au bécher.
5) Mettre le bécher à l’étuve pour évaporer et sécher à 105°C. Peser (Wa = poids d’argile + HMP en 25ml).
Détermination de la masse totale (Wt)
1) Procéder à la floculation en ajoutant 10ml de CaCl2 1M et 1ml de HCl 1M dans le cylindre. Après la floculation enlever avec un siphon (avec un tuyau) la solution claire au-dessus (surnageant).
2) Transférer le sol rémanent dans un bêcher pré-pesé, sécher à l’étuve 105°C et peser (Wf= poids de fraction <50 μm – 25ml de la pipette +HMP dans 975ml).
W t = Wsg + Wsf + Wr + Wa + Wf – 0.5g*
*masse du Na-HMP
Méthode réduite
Pour une détermination de taux d’argile uniquement plus rapide mais moins précis :
1- Faire le Conditionnement de l’échantillon. Noter précisément la masse initiale de l’échantillon pris (Wi)
2- Faire le Pré-traitement
3- Faire seulement les items 1) et 2) de la section Séparation du sable
4- Faire la Détermination d’argile 1) à 5)
5- En parallèle : mesurer l’humidité résiduelle HR de l’échantillon séché à l’air (voir section Conditionnement item 1) : peser 10g d’échantillon avant et après séchage à l’étuve à 105°C. HR= (m avant-m après)/m avant
Exploitation des données
Argile
Taux d’argile partiel(Tap)= (Wa*1000ml/25ml – 0.5g)/Wt * 100
Taux argile additionnel (Taa)= (Wr/Wt*100)*[Tap/(Tap+Tlp)]
Taux d’argile= Tap + Taa
Limons
Taux de limon partiel(Tlp)= [WT-Wsf-Wsg-Wr-(Wa*40-0.5)]/Wt * 100
Taux limon additionnel (Tla)= (Wr/Wt*100)*[Tlp/(Tap+Tlp)]
Taux de limon = Tlp + Tla
Sable
Taux de sable grossier = Wsg/Wt * 100
Taux de sable fin = Wsf/Wt * 100
Méthode réduite
Taux d’argile (Ta)= (Wa*1000ml/25ml – 0.5g)/ (Wi-Wi*HR ) * 100
Références
· Particle-size analysis. GW Gee, D Or - Methods of soil analysis. extrait chap 2.4, 2002
· A comparative study of particle size analyses by sieve-hydrometer and laser diffraction methods. B Wen et al. - Geotechnical Testing Journal, Dec. 2002, Vol. 25, No. 4
· Handbook of Soil Analysis Mineralogical, Organic and Inorganic Methods . M. Pansu - J. Gautheyrou
Dernière mise à jour
