6. TEXTURE DU SOL

6.2 Comment trouver les proportions approximatives de sable, de limon et d'argile

Voici un test simple qui vous donnera une idée générale des proportions de sable, de limon et d'argile contenues dans le sol.

Test de la bouteille
Mettez 5 cm de sol dans une bouteille que vous remplissez d'eau (A).		Remuez bien le mélange d'eau et de sol, puis laissez reposer pendant une heure. Au bout d'une heure, l'eau se sera clarifiée et vous verrez que les particules les plus grosses se seront déposées (B).

Au fond de la bouteille, se trouve une couche de sable et de gravier Au milieu, une couche de limon. Au sommet, une couche d'argile. Si l'eau n'est pas encore claire, c'est qu'elle contient encore de très fines particules d'argile. A la surface de l'eau, on peut voir flotter des fragments de matière organique. Mesurez la hauteur des différentes couches de sable, de limon et d'argile et évaluez la proportion approximative de chacune d'elles (C).

6.3 Comment classifier la texture de fine à grossière

Les différentes textures du sol peuvent être classées de fines à grossières. Une texture fine indique une forte proportion de particules fines, caractéristiques du limon et de l'argile. Une texture grossière indique une forte proportion de sable. Le tableau 4 donne des définitions plus précises. Vous pourrez classifier la texture de votre sol à l'aide du test simple décrit ci-dessous.

6.4 Classes texturales du sol et essais de terrain permettant de les déterminer

Pour déterminer de façon plus précise la classe texturale

On peut attribuer à chaque sol une classe texturale basée sur la proportion des particules de sable, de limon ou d'argile qu'il contient. Ces classes texturales sont définies dans le tableau 4 et présentées au tableau 6. Sur le terrain, il y a plusieurs manières de déterminer la classe texturale de la partie de terre fine d'unéchantillon de sol donné.

Test de la boulette secouée Prenez une poignée de sol et mouillez-la bien (A).		Faites-en une boulette de 3 à 5 cm de diamètre (B).
Placez la boulette sur la paume de la main (C); elle a un aspect luisant.		Secouez-la rapidement d'un côté à l'autre (D) en observant sa surface...
Si la surface de la boulette ternit rapidement et que vous puissiez facilement briser la boule entre vos doigts (E), c'est un sable ou un sable limoneux. sable limoneux.		Si la surface de la boulette met plus de temps à ternir et que vous sentiez une petite résistance en brisant la boule entre les doigts (F), c'est un limon ou un limon argileux. limon argileux.
Si la surface de la boulette ne change pas d'aspect et que vous ayez du mal à la briser (G), c'est une argile ou une argile silteuse.

Test de l'écrasement à sec Prenez un petit échantillon de sol sec dans la main (A).		Ecrasez-le entre vos doigts (B)...
Si l'échantillon offre peu de résistance et tombe en poussière (C), c'est un sable fin ou un sable limoneux fin, sable limoneux fin, ou contenant très peu d'argile.		Si l'échantillon offre une résistance moyenne (D), 'est une argile silteuse ou une argile sableuse.
S'il offre une grande résistance (E), c'est de l'argile.

Test des manipulations successives

Ce test vous donnera une idée plus juste de la texture du sol, mais il faut l'effectuer en suivant scrupuleusement la marche indiquée ci-après. En effet, pour qu'il réussisse, il faut à chaque épreuve une proportion de plus en plus grande de limon et d'argile.

Prenez une poignée de sol et mouillez-la un peu dans votre main (A) pour que le sol commence à s'agglomérer, mais sans adhérer à votre main.
Roulez l'échantillon (B) pour en faire une boule d'environ 3 cm de diamètre.		Posez la boule (C)... Si elle se désagrège, c'est du sable. Si elle reste agglomérée, passez à l'épreuve suivante.
Roulez la boulette et donnez-lui la forme d'une saucisse de 6 à 7 cm de long (D)... Si elle ne garde pas cette forme, c'est un sable limoneux. Si elle garde cette forme, passez à l'épreuve suivante.
Continuez à rouler la saucisse jusqu'à ce qu'elle ait une longueur de 15 à 16 cm (E)... Si elle ne garde pas cette forme, c'est un limon sableux. Si elle garde cette forme, passez à l'épreuve suivante.
Essayez de courber la saucisse en demi-cercle (F)... Si vous n'y parvenez pas, c'est un limon. Si vous y parvenez, passez à l'épreuve suivante.
Continuez à recourber la saucisse pour former un cercle complet (G)... Si vous n'y parvenez pas, c'est un limon lourd. Si vous y parvenez et que la saucisse se fissure légèrement, c'est une argile légère. Si vous y parvenez, sans que la saucisse se fissure, c'est une argile.

Test des secousses: comment différencier l'argile du limon

Les sols limoneux comme les sols argileux ont une texture très lisse. Il est très important de pouvoir distinguer ces deux sols car ils ont parfois des réactions différentes en tant que matériaux de construction des barrages et des digues où le limon peut ne pas être assez plastique (voir section 85). dans la section 85. Les sols limoneux, quand ils sont mouillés, peuvent devenir très instables, tandis que l'argile est un matériau de construction très stable. assez plastique (voir section 85). dans la section 85. Les sols limoneux, quand ils sont mouillés, peuvent devenir très instables, tandis que l'argile est un matériau de construction très stable.

Note. Enregistrez les résultats du test des secousses - effet rapide, lent, très lent, nul - en fonction de la vitesse avec laquelle la surface du pâté devient luisante quand vous le secouez.

6.5 Essais de laboratoire permettant de déterminer les classes texturales

Si vous avez besoin d'établir de façon plus précise la classe texturale de votre sol, il vous faut porter des échantillons perturbés de sol à un laboratoire d'analyse qui établira quantitativement la composition granulométrique. C'est ce qu'on appelle une analyse mécanique du sol. Voici quelques opérations que le laboratoire d'analyses pédologiques va effectuer:

• Vos échantillons seront séchés.
• Les particules mesurant plus de 2 mm, comme les graviers et les pierres, seront éliminées.
• Le reste de l'échantillon, composé de terre fine, sera finement broyé pour détacher toutes les particules.
• Le poids total de cette terre fine sera mesuré avec précision.
• On filtrera cette terre fine à travers plusieurs tamis*, de maillages différents, le plus fin ayant des trous de 0,1 mm de diamètre environ.
• Le poids du contenu de chaque tamis sera calculé séparément et exprimé en pourcentage du poids total initial de terre fine.
• Le poids des très petites particules de limon et d'argile qui auront traversé le tamis le plus fin sera mesuré par sédimentation. Il sera également exprimé en pourcentage du poids total initial de terre fine.

Les résultats de l'analyse mécanique du sol faite au laboratoire vous seront communiqués sous l'une des formes suivantes:

• Echantillon par échantillon, sous la forme d'une liste (voir tableau 5).
• Echantillon par échantillon sur des fiches séparées; un exemple de fiche d'analyse mécanique d'un sol est donné à ci-dessous de.
• Une série de tableaux plus détaillés (voir section 67).

Ces résultats vous permettront soit d'attribuer à chaque échantillon une classe texturale particulière au moyen de la méthode du triangle textural , soit de tracer une courbe granulométrique,d'où vous pourrez tirer vos propres conclusions

Note Il importe de savoir quel est le système de classification granulométrique (tableau 2) employé par le laboratoire d'analyse. S'il s'agit du système employé par le Département de l'agriculture des Etats-Unis (USDA) qui appelle limon les particules comprises entre 0,05 et 0,002 mm, suivez la méthode prescrite. Par contre, si le laboratoire utilise un autre système, le système international, par exemple, qui désigne comme limon les particules comprises entre 0,02 et 0,002 mm, il vous faudra demander un calibrage supplémentaire des particules comprises entre 0,05 et 0,02 mm de diamètre (limon grossier): vous pourrez alors adapter les résultats qui vous auront été communiqués au système USDA et utiliser la méthode du triangle textural décrite ci-après.

D'ordinaire, il n'est pas nécessaire d'effectuer une analyse mécanique complète de l'échantillon de sol. Pour vos besoins, une simple analyse granulométrique suffira sans doute. Elle vous donne le pourcentage des particules de sol d'un diamètre égal ou supérieur à 0,075 mm. Si le pourcentage est inférieur à 50 pour cent, c'est un sol à grain fin (texture fine). Si le pourcentage est supérieur à 50 pour cent, c'est un sol à grain grossier (texture grossière). Cette information permet d'apprécier la qualité du sol, comme il est montré dans les sections 112 et 113.

Note Le calibre 0,075 mm correspond à la dimension des mailles du tamis standard No 200, aux Etats-Unis. Pour les ingénieurs, il représente la limite de séparation entre le sable d'une part et le limon + argile d'autre part (voir tableau 2, ligne 6).

6.6 Pour déterminer les principales classes texturales: la méthode du triangle textural

La méthode du triangle textural se fonde sur la classification granulométrique de l'USDA, qui répartit les particules de la façon suivante:

• Le limon regroupe toutes les particules dont le calibre est compris entre 0,002 et 0,05 mm.
• L'argile comprend toutes les particules dont le calibre est inférieur à 0,002 mm.

Pour définir la texture de la fraction de terre fine, procédez de la manière suivante:

• Envoyez votre échantillon de sol à un laboratoire qui en fera l'analyse mécanique.
• Dès réception des résultats de cette analyse, trouvez, si nécessaire, les pourcentages respectifs de sable, de limon et d'argile, selon les définitions données ci-dessus, dans l'ensemble de la gamme granulométrique comprise entre 0,002 et 2 mm.

Déterminez la classe texturale de chaque échantillon du sol à l'aide du diagramme triangulaire représenté au tableau 6, en procédant comme suit:

• Repérez le pourcentage de sable le long de la base du triangle et suivez une ligne remontant vers la gauche (voir tableau 6, petit triangle de droite).
• Repérez le pourcentage d'argile le long du côté gauche du triangle et suivez vers la droite la ligne horizontale jusqu'à ce que vous croisiez la ligne précédente représentant le sable (point o). Ce point vous donne la texture de l'échantillon de sol.
• Vérifiez si ce point correspond au pourcentage de limon de votre analyse, en suivant une ligne partant du point o et en remontant vers la droite jusqu'à ce que vous atteigniez le pourcentage de limon se trouvant sur le côté droit du triangle.
• Si la valeur correspond au pourcentage de limon, la texture de votre échantillon de sol se trouve définie par la zone du triangle dans laquelle tombe le point o.

6.7 La courbe granulométrique

L'analyse mécanique courante fournit des pourcentages pour les trois classes granulométriques du sable, du limon et de l'argile, telles que la classe du limon argileux citée dans l'exemple.

Si cette analyse ne suffit pas, certains laboratoires peuvent effectuer, en séparant ultérieurement les particules, une analyse beaucoup plus détaillée, qui donnera les proportions des particules de sol pour un plus grand nombre de classes. Les résultats de ce genre d'analyse peuvent se présenter sous la forme d'un simple tableau où le poids de chaque classe de particule est donné en pourcentage du poids sec total de terre fine de l'échantillon, comme le montre l'exemple suivant

Les résultats peuvent aussi être représentés par une courbe granulométrique (CG), que le prochain paragraphe décrit et illustre.

Note. Pour les particules très petites (diamètre inférieur à 0,1 mm), les pédologues utilisent souvent une unité de mesure appelée micron, pour éviter d'avoir un trop grand nombre de décimales.

1 micron (µ) =0,001 mm (ou un millième de millimètre)
1 mm = 1 000 µ

Exemples

Qu'est-ce qu'une courbe granulométrique?

Que montre la courbe granulométrique?

Si vous observez les courbes granulométriques du tableau 7, vous pouvez faire les remarques suivantes:

• Le point d'inflexion (Pl) de la courbe vous montre le calibre de particule le plus fréquent en fonction du poids. Dans certains cas, il peut y avoir plusieurs points d'inflexion, par exemple si l'échantillon (un échantillon composé) contient plus d'un type de sol (voir tableau 7, courbes d et e).
• Plus la courbe ou portion de la courbe est verticale, plus le calibre des particules est homogène. Une ligne verticale correspond à un calibre parfaitement homogène.
• Plus la courbe ou portion de la courbe est inclinée, plus les calibres des particules sont variés, plus les pores entre les particules sont petits et plus le sol est compact.
• La quantité totale de particules de sol comprise à l'intérieur d'une classe de particules déterminée est représentée par la zone qui se trouve au-dessous de la courbe entre les deux dimensions limites de cette classe, par exemple entre 0,08 et 0,3 mm (au tableau 7, zone hachurée, courbe c). Pour calculer cette quantité en pourcentage du poids total sec de l'échantillon de sol, reportez les points de la courbe qui correspondent à 0,08 et à 0,3 mm sur l'une des échelles verticales et calculez la différence des pourcentages. Dans le cas considéré, vous pouvez lire, sur l'échelle verticale de gauche, 68 pour cent et 75 pour cent. La différence est de 7 pour cent.

Comment obtenir une courbe granulométrique

Certains laboratoires fournissent une courbe granulométrique pour les échantillons de sol, d'autres pas. Quand vous recevez les résultats d'une analyse mécanique, ils sont parfois accompagnés d'une courbe granulométrique. Vous recevrez un graphique représentant une courbe pour chaque échantillon. Le tableau 10 montre une courbe granulométrique établie par un laboratoire pédologique pour un échantillon de sol.

Si votre laboratoire ne vous fournit pas de courbe granulométrique, il vous enverra les résultats sous la forme d'un tableau, indiquant la fréquence (en pourcentage du poids sec total) d'un certain nombre de calibres de particules. Ce tableau peut vous servir à établir vous-même la courbe granulométrique. Le tableau 9 donne un modèle de graphique en blanc que vous pouvez utiliser pour préparer une courbe granulométrique. Utilisez, si possible, une photocopie du tableau 9 pour tracer chaque courbe. Vous pourrez utiliser le graphique fourni en blanc autant de fois que nécessaire.

Comment tracer une courbe granulométrique

Pour tracer une courbe granulométrique, procédez comme suit:

• Calculez les pourcentages cumulatifs des fréquences correspondant à chaque calibre de particule, en commençant par le plus grand.
• Inscrivez, au crayon, les pourcentages cumulatifs sur l'échelle verticale située à droite, en utilisant une photocopie du modèle de graphique donné au tableau 9.
• Joignez ces points en traçant une courbe continue: celle-ci est une courbe granulométrique.

Note. Rappelez-vous que les pourcentages cumulatifs représentent les poids des particules qui n'ont pas traversé des tamis d'un maillage déterminé. Il faut donc, pour reporter les pourcentages cumulatifs, utiliser l'échelle verticale de droite dont le 0 est au sommet.

Exemple

A partir de l'analyse mécanique plus détaillée décrite au début de cette section, calculez les pourcentages cumulatifs correspondant à chaque calibre de particule.

Calcul des pourcentages cumulatifs

Pointez les pourcentages cumulatifs sur le graphique vierge en utilisant l'échelle verticale de droite.

Tracez la courbe granulométrique en joignant ces points.

Comment utiliser une courbe granulométrique pour obtenir les pourcentages de fréquence des particules de calibres donnés

Pour obtenir, par la lecture d'une courbe granulométrique, les pourcentages de fréquence des particules de calibres déterminés, par exemple pour trouver la classe texturale en utilisant la méthode du triangle textural, on procède comme suit:

• Sur l'échelle verticale de droite (le 0 au sommet), repérez, à partir de CG, les pourcentages cumulatifs correspondant aux calibres de particules voulus, par exemple les particules de 0,05 mm (limite du sable et du limon) et de 0,002 mm (limite du limon et de l'argile).
• Inscrivez ces données sur un tableau à deux sens qui donne le pourcentage cumulatif correspondant à chaque calibre de particule, en commençant par le plus grand.
• Calculez la fréquence de chaque classe granulométrique.

Exemple Vous avez reçu du laboratoire la courbe granulométrique figurant au tableau 10. Pour déterminer la classe texturale de votre sol, vous voulez connaître les pourcentages de fréquence des particules situées dans les classes 2-0,05 mm (sable), 0,05-0,002 mm (limon) et au-dessous de 0,002 mm (argile). Vous désirez aussi connaître le pourcentage des particules de 0,075 mm. Lisez les pourcentages cumulatifs de ces calibres de particules et insérez ces chiffres dans le tableau à deux sens de la manière suivante:
Vous avez déjà appris (en début de section) comment calculer la quantité totale des particules de sol (fréquence) appartenant à une classe granulométrique donnée. Calculez maintenant, de la même manière, la fréquence des particules de sable, de limon et d'argile (dans cet ordre), à partir de la courbe granulométrique figurant au tableau 10. On trouve les résultats suivants:

Autres utilisations de la courbe granulométrique: calibre effectif et coefficient d'uniformité

La courbe granulométrique a une autre fonction importante: elle permet d'exprimer en valeurs numériques les caractéristiques de la distribution granulométrique d'un sol, ce qui facilite la comparaison entre les résultats provenant d'un grand nombre d'échantillons. Les ingénieurs emploient fréquemment la méthode de Hazen, qui donne deux valeurs particulièrement appropriées aux sables. Ce sont:

• Le calibre effectif (D₁₀) d'un sol: diamètre, en millimètres, du tamis au travers duquel passent 10 pour cent (en poids) de l'échantillon.

Note: Cette valeur donne une estimation des calibres de particules les plus importants du point de vue du poids: 10 pour cent du sol consistent en particules inférieures à D₁₀, tandis que 90 pour cent du sol consistent en particules supérieures à D₁₀.

• Le coefficient d'uniformité (U) d'un sol: rapport entre le diamètre (en mm) de perforation d'un tamis à travers lequel passent 60 pour cent (en poids) de l'échantillon (D₆₀) et le calibre effectif (D₁₀), ou encore U = D₆₀ ÷ D₁₀.

Note. Quand la courbe granulométrique est une ligne verticale (U = 1), les particules de l'échantillon de sol ont un calibre parfaitement homogène. Mais, généralement, U n'est pas égal à 1, et plus la différence est grande, plus le calibre des particules varie à l'intérieur de l'échantillon.

Pour obtenir D₁₀ et D₆₀ trouvez les points où la courbe granulométrique recoupe les lignes horizontales qui correspondent, sur l'échelle verticale de gauche, aux pourcentages cumulatifs de 10 et de 60 pour cent respectivement.

Exemple

Pour calculer, à partir des quatre courbes granulométriques du tableau 11 (courbes 1 - 4), les calibres effectifs et les coefficients d'uniformité, procédez comme suit:

Tracez sur le graphique des lignes horizontales partant des points 10 pour cent et 60 pour cent respectivement, inscrits sur l'échelle verticale de gauche.

Trouvez, le long de la ligne des 10 pour cent, les valeurs D₁₀ des courbes, ce qui donne les résultats suivants:

Trouvez, de la même manière, le long de la ligne des 60 pour cent, les valeurs D₆₀ des courbes:

Calculez les coefficients d'uniformité U = D₆₀ ÷ D₁₀:

Note. Plus la courbe granulométrique est verticale (et U plus proche de 1), plus l'échantillon de sol est homogène.