La dégradation des sols dans le monde

LES ARGILES

Parmi tous les matériaux naturels que nous trouvons sur la face de la Terre, les argiles sont parmi les plus fascinants. Comme il a été décrit dans le Module II, la fertilité du sol est déterminée en grande partie par la présence d’argile. Au-delà de son importance agricole, l’argile est utilisée depuis des millénaires en tant que matériau de construction (briques), pour la poterie, les soins du corps (masques et bains de boue) et même pour des utilisations médicales ; encore aujourd’hui il est possible d’acheter des produits d’argile à consommer.

Il se peut même que l’argile ait participé à la naissance des premières cellules vivantes sur terre, les surfaces chargées des argiles servant de sites adaptés au développement et à la préservation des cellules simples. Après l’eau, l’argile est sûrement le matériau qui a participé le plus au développement de la vie et des civilisations sur terre. Ici, nous allons voir pourquoi l’argile joue tant de rôles dans tant de domaines différents.
Dans la plupart des milieux, la fraction argileuse est dominée par les « layer silicate clays », ou ce que nous pouvons appeler des « phyllosilicates » - des silicates en structure de feuillets. Il n’y a que dans les milieux équatoriaux que les oxydes de Fe et Al peuvent dominer la fraction argileuse. Ces minéraux n’ont rien des propriétés des phyllosilicates et, s’ils confèrent au sol une certaine stabilité structurale, ils ne contribuent pas à sa fertilité par le biais de la Capacité d’Echange Cationique (le nombre de charges électrostatiques négatives). La présentation ici concerne donc les phyllosilicates.

Les phyllosilicates sont faits de couches tétraèdres (4 faces) et octaèdres (8 faces), d’où leur structure en feuillets.

Lors de la constitution de ces couches dans le sol, certains cations (ions chargés positivement) se substituent à d’autres : dans ce processus, les cations ont environ le même diamètre mais des valences (nombre de charges) différentes. Ainsi, dans la constitution du minéral même, les charges électrostatiques ne s’équilibrent pas et le minéral est laissé avec une charge nette négative (la CEC). C’est grâce à ces charges que les argiles interagissent si fortement entre elles, avec les matières organiques, avec les ions en solutions, ainsi qu’avec l’eau. Et c’est donc grâce à ces charges que les argiles ont une cohésion si importante (une propriété qui stabilise les agrégats) et une forte capacité de rétention de l’eau. Les phyllosilicates sont une famille de minéraux, dont la fertilité varie avec la CEC. Et nous pouvons considérer que la CEC est un indice de la fertilité du sol: plus elle est élevée, plus le sol est fertile. Cependant, ce n’est pas le seul facteur car le pH et la structure du sol jouent aussi des rôles fondamentaux dans la fertilité.

La Capacité d’Echange Cationique (CEC) en fonction du type d’argile :

ARGILE	CEC (cmol/kg)
Kaolinite	2-5
Chlorite	15-40
Illite	15-40
Vermiculite	100-180
Smectite	80-120

A titre indicatif, l’humus (une matière organique) possède une CEC d’environ 100-550 cmol/kg.

Regardez l'animation du triangle textural et déterminez la classe texturale de quelques sols afin de noter l’importance de l’argile.