Stabilité structurale
M4 - Évaluation de la stabilité structurale des agrégats
Résumé
Cette mesure permet d’évaluer la stabilité des agrégats sur sol humide. Un volume de sol est soumis à des conditions de saturation en eau suivi d’une désagrégation mécanique. Le diamètre moyen pondéré des agrégats récoltés est alors mesuré.
Questions posées
Quel est le comportement physique des agrégats du sol lorsque le sol est humide ?
Sources
Méthode inspirée par Le Bissonnais, Y., & Le Souder, C. (1995). Mesurer la stabilité structurale des sols pour évaluer leur sensibilité à la battance et à l'érosion. Etude et Gestion des sols, 2(1), 43-56
Principe
Les agrégats du sol qui vont se désagréger facilement lorsque le sol est humide vont perdre de leur matière sous l’action de la pluie. Leurs diamètres seront alors diminués et des particules fines seront perdues. La mesure vise à reproduire en laboratoire l'effet de l'érosion hydrique. Des agrégats de tailles comprises entre 3,15 mm et 5 mm sont premièrement immergés dans de l’éthanol afin de les humecter. Ensuite on remplace l’éthanol par de l’eau puis on secoue le flacon. Suite à cette désagrégation mécanique la taille des particules aura diminué. On pèse alors la masse des agrégats selon trois classes de tailles.
matériel
petite pelle
boite rigide
balance analytique 0,0001g
étuve
tamis 500 μm; 1; 3,15; 5 mm
bécher 250 ml, erlenmeyer 250 ml (gradué 200 ml avec bouchon)
pisette 500 ml
pipette 50 ml avec poire en caoutchouc
tamiseuse
eau déminéralisée
éthanol
Réalisation de la mesure
Prélever environ 100 g de terre dans sa partie supérieure (en dessous de la croûte ou de la litière).
Transporter jusqu’au laboratoire dans une boîte rigide.
Mettre à sécher à l’air ambiant et ventilé. Durant cette période de séchage, les plus grosses mottes peuvent être périodiquement brisées manuellement.
L’échantillon est ensuite passé au tamis et les agrégats de 3,15 mm à 5 mm sont prélevés pour le test.
Ils sont mis à l’étuve à 40 °C pendant 24h.
Peser 5 à 10 g d’agrégats et noter la masse initial Mi.
Verser 50 mL d’éthanol dans le bécher puis immerger les agrégats pendant 30 min.
Par pipetage évacuer l’éthanol.
Verser 50 mL d’eau déminéralisée dans l’erlenmeyer et y ajouter les agrégats en s’aidant de la pissette. Ajuster le niveau d’eau à 250 mL, en prenant garde de faire couler l’eau sur les bords du récipient.
Bouchonner et agiter manuellement en effectuant 10 retournements énergiques.
Laisser reposer 30 min puis évacuer l’eau par pipetage.
Transférer les agrégats sur le tamis de 500 μm (si non disponible sur celui de 1 mm) et immerger le dans l’éthanol en prenant soin de ne pas piéger de bulles d’air sous le tamis. L’éthanol permet de limiter la réagrégation des particules durant le séchage.
Faire un mouvement hélicoïdal à raison de 5 cycles d’une seconde.
Faire sécher les agrégats présents dans le tamis à 105 °C pendant 3h.
Les agrégats secs sont passés dans le tamis de maille 3,15 mm. Peser le refus et passer le reste des agrégats sur les tamis vibrants de maille 2 et 1 mm.
Agiter la tamiseuse pendant 3 minutes (agitation minimale) de manière à permettre l’étalement des agrégats sur les tamis.
Peser la masse des fractions : 5 - 3,15 mm : refus au tamis de maille 3,15 mm 3,15 – 1 mm : refus au tamis de maille 1 mm ; < 1 mm : la masse de cette fraction sera déduite par rapport au poids initial de l’échantillon.
Traitement des données
La masse de la fraction < 1 mm est calculée par rapport au poids initial : M<1 (g) = Mi – M5-3,15 - M3,15-1
Le pourcentage de chaque fraction est mesuré par rapport à la masse initiale de l’échantillon (Mi). Ainsi le pourcentage de chaque fraction F(%) est calculé selon la masse de la fraction MF par la formule suivante:
Interprétation des résultats
Les mesures sont placées dans un triangle représentant le pourcentage des trois fractions.
Utilisez le tableur « Stabilité des agrégats ».
Références
Le Bissonnais, Y., & Le Souder, C. (1995). Mesurer la stabilité structurale des sols pour évaluer leur sensibilité à la battance et à l'érosion. Etude et Gestion des sols, 2(1), 43-56
Norme AFNOR NF X 31-515, Juin 2005 – Mesure de la stabilité des agrégats de sols pour l’évaluation de la sensibilité à la battance et à l’érosion hydrique
Manuel de laboratoire, Stabilité structurale - Université de Neuchâtel, 2007
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