8. CONSISTANCE DU SOL

8.0 D�finition de la consistance du sol

La consistance du sol d�signe � la fois la force qui retient ensemble les divers mat�riaux du sol ou la r�sistance des sols � la d�formation et � la rupture. On mesure la consistance du sol sur des �chantillons mouill�s, humides et secs. Pour des sols humides, on parlera aussi bien d'adh�rence que de plasticit� (voir les d�finitions ci-contre). On peut �valuer la consistance du sol, sur le terrain, au moyen de tests simples ou, pour plus de pr�cision, au laboratoire.

Note. On obtiendra, dans chaque cas, des indications concernant la valeur relative du sol pour la construction d'�tangs piscicoles, notamment quand on a �tabli la consistance du sol � l'�tat humide. Dans les tests d�crits ci- apr�s (sections 81 et 82), les sols particuli�rement adapt�s � la construction d'�tangs sont marqu�s d'un ast�risque (*)

8.1 D�termination de la consistance d'un sol mouill�

L'analyse se fait quand le sol est satur� d'eau, imm�diatement apr�s une bonne pluie par exemple. D�terminez d'abord l'adh�rence, c'est-�-dire la propri�t� qu'ont les mat�riaux du sol de coller � d'autres objets. D�terminez ensuite la plasticit�, c'est-�-dire la propri�t� qu'ont des mat�riaux du sol de changer d'une fa�on continue de forme, mais non de volume, sous l'effet d'une pression constante et de garder la forme prise quand la pression dispara�t.

Test de terrain: adh�rence d'un sol mouill�

Pressez une petite quantit� de sol mouill� entre le pouce et l'index pour voir s'il colle � vos doigts. Ensuite, �cartez lentement les doigts. Evaluez l'adh�rence de votre sol comme suit:

Test de terrain: plasticit� d'un sol mouill� Roulez une petite quantit� de sol mouill� entre les paumes de vos mains jusqu'� ce qu'il forme un long ruban cylindrique, semblable � un fil d'environ 3 mm d'�paisseur. Evaluez la plasticit� de la mani�re suivante:
0 Non plastique, si vous ne parvenez pas � former ce fil.
1 Faiblement plastique, si vous parvenez � former le fil mais s'il peut �tre cass� facilement et retourn� � son �tat initial.
*2 Plastique, si le fil se forme mais si, apr�s avoir �t� cass� et �tre retourn� � son �tat initial, il ne peut �tre form� une seconde fois.
*3 Tr�s plastique, si le fil se forme et ne peut se casser facilement et si, quand on le casse. il peut �tre roul� de nouveau entre les mains et �tre reform� plusieurs fois.

8.2 D�termination de la consistance d'un sol humide

Test de terrain: consistance d'un sol humide L'analyse se fait quand le sol est humide mais non satur� d'eau, par exemple 24 heures apr�s une bonne pluie. Essayez d'�craser une petite quantit� de sol humide en le pressant entre le pouce et l'index ou en l'appuyant contre la paume de votre main. Evaluez la consistance du sol humide de la mani�re suivante:
0 Meuble, si le sol est non coh�rent (structure � grains isol�s).		1 Tr�s friable, si le sol s'�crase facilement sous l'effet d'une faible pression mais reste agr�g� si on le presse de nouveau.
2 Friable, si le sol s'�crase facilement sous l'effet d'une pression faible � mod�r�e.		*3 Ferme, si le sol s'�crase sous l'effet d'une pression mod�r�e, mais en opposant une r�sistance discernable.
*4 Tr�s ferme, si le sol s'�crase tr�s difficilement entre le pouce et l'index et n�cessite Une forte pression.		5 Extr�mement ferme, si le sol s'�crase sous une tr�s forte pression; il ne peut �tre �cras� entre le pouce et l'index mais doit �tre bris� morceau par morceau.

8.3 D�termination de la consistance d'un sol sec

Test de terrain: consistance d'un sol sec L' analyse se fait quand le sol a �t� s�ch� � l'air. Essayez de briser une petite quantit� de sol sec en le pressant entre le pouce et l'index ou en l'appuyant contre la paume de votre main. Evaluez la consistance de votre sol de la fa�on suivante:
0 Meuble, si le sol est non coh�rent (structure � grains isol�s).		1 Molle, si le sol est friable et � peine coh�rent, et si une tr�s l�g�re pression suffit � le r�duire en poudre ou en grains isol�s.
2 L�g�rement dure, si le sol r�siste � une pression l�g�re, mais se brise facilement entre le pouce et l'index.		3 Dure, si le sol r�siste � une pression mod�r�e, ne se brise presque pas entre le pouce et l'index, mais peut �tre bris� sans difficult� dans la main.
4 Tr�s dure, si le sol r�siste � une forte pression, ne peut se briser entre le pouce et l'index, mais peut �tre bris� avec difficult� dans la main.		5 Extr�mement dure, si le sol r�siste � une pression extr�me et ne peut �tre bris� dans la main.

8.4 D�termination de la consistance d'un sol � l'aide des limites d'Atterberg

Comme nous l'avons vu au sujet des divers tests effectu�s sur sol mouill�, humide et sec (sections 81 � 83), la consistance d'un �chantillon de sol varie avec le volume d'eau qu'il contient. Ces modifications de la consistance d'un sol peuvent �tre mesur�es avec exactitude au laboratoire, en suivant des proc�dures normalis�es qui permettent de calculer les limites d'Atterberg. On peut utiliser ces limites pour juger de l'aptitude d'un sol pour la construction de petits barrages de terre et de digues d'�tangs. Il vous faudra vous familiariser avec la terminologie relative � cette technique, ainsi qu'avec sa signification g�n�rale, pour �tre � m�me de comprendre la conception et la construction des �tangs de pisciculture et d'en discuter avec des sp�cialistes.

Une limite d'Atterberg correspond � la teneur en eau � laquelle un �chantillon de sol passe d'une consistance � une autre. Deux de ces limites pr�sentent un int�r�t particulier pour l'aquaculture: la limite de liquidit� et la limite de plasticit�, que l'on d�finit � partir de trois consistances de sol:

Consistance liquide: boue fluide ou liquide. Consistance plastique: le malaxage et le modelage sont possibles. Consistance semi-solide: le p�trissage n'est plus possible et le volume diminue (retrait) quand l'�chantillon s�che.

Limites d'Atterberg - consistance du sol

Limite de liquidit� (LL)

C'est la teneur en eau (pourcentage) � laquelle le sol passe de la consistance liquide � la consistance plastique � mesure qu'il s�che, ou de la consistance plastique � la consistance liquide � mesure qu'il s'impr�gne d'eau.

Limite de plasticit� (LP)

C'est la teneur en eau (pourcentage) � laquelle le sol passe de la consistance plastique � la consistance semi-solide � mesure qu'il s�che, ou de la consistance semi-solide � la consistance plastique � mesure qu'il s'impr�gne d'eau.

La limite de plasticit� repr�sente le seuil inf�rieur de l'�tat plastique. Un petit suppl�ment d'eau au-dessus de la limite de plasticit� d�truira la coh�sion* du sol.

Note. Les laboratoires �tablissent facilement et � peu de frais ces limites � partir d'�chantillons perturb�s ou intacts. Ces limites apportent un pr�cieux �l�ment pour la classification des sols (voir chapitre 11). Les tableaux 12 et 13 donnent des exemples de limites d'Atterberg.

Les limites de liquidit� et de plasticit� d�pendent toutes deux de la quantit� et du type d'argile pr�sente dans le sol.

• Un sol � forte teneur en argile a g�n�ralement des valeurs LL et LP �lev�es.
• Les argiles collo�dales ont des valeurs LL et LP plus �lev�es que les argiles non collo�dales.
• Les sables, les graviers et la tourbe n'ont aucune plasticit�; leur LP = 0.
• Les limons (silts) n'ont qu'une plasticit� occasionnelle, leur valeur LP �tant �gale ou l�g�rement sup�rieure � 0.

Valeurs critiques des limites d'Atterberg en aquaculture

Pour construire une digue d'�tang sans noyau central* d'argile, le sol utilis� doit avoir une limite de liquidit� �gale � 35 pour cent, si l'on veut r�aliser une compaction* optimale.

Pour construire le noyau* argileux imperm�able d'une digue d'�tang il vous faut employer un sol ayant une LL sup�rieure � 60 pour cent et une LP sup�rieure � 20 pour cent.

D�termination sur le terrain de la limite de plasticit�: m�thode du fil
Prenez un �chantillon de sol et laissez-le s�cher (A).		Ajoutez-y un peu d'eau et roulez-le sur une surface plate, une petite plaque de verre par exemple. Essayez de former un fil de 3 mm d'�paisseur et de 10 cm de longueur, sans qu'il se casse (B).
Si vous n'y arrivez pas, ajoutez encore un peu d'eau et essayez de nouveau (C). R�p�tez cette op�ration, en ajoutant chaque fois un peu d'eau jusqu'� ce que vous puissiez former un fil. La teneur en eau correspondra alors � la limite de plasticit� et pourra �tre exprim�e en pourcentage du poids de l'�chantillon.

8.5 Calcul de l'indice de plasticit� et sa signification

A partir de la limite de liquidit� et de la limite de plasticit�, on peut calculer l'indice de plasticit� (IP). C'est la diff�rence num�rique entre ces deux limites:

IP = LL - LP

L'indice de plasticit� s'exprime en pourcentage du poids sec de l'�chantillon de sol. Il indique l'�tendue de la gamme des teneurs en eau entre lesquelles le sol reste plastique. En g�n�ral, l'indice de plasticit� ne d�pend que de la quantit� d'argile pr�sente dans le sol. Il indique la finesse du sol et sa capacit� de changer de forme sans varier de volume. Un IP �lev� est le signe d'un exc�s d'argile ou de collo�des dans le sol. Sa valeur est nulle toutes les fois que la valeur LP est sup�rieure ou �gale � la valeur LL.

L'indice de plasticit� donne aussi une indication de la compressibilit� (voir section 103). Plus IP est �lev�, plus la compressibilit� du sol est grande. Les tableaux 12 et 13 donnent des exemples de valeurs d'indice de plasticit�.

Exemple Plasticit� de divers sols limoneux ou argileux

Valeurs critiques de l'indice de plasticit� en aquaculture

Pour construire une digue d'�tang sans noyau* argileux, le sol utilis� doit avoir un IP compris entre 8 et 20 pour cent. Pour obtenir une compaction optimale, IP devrait �tre aussi proche que possible de 16 pour cent (voir section 102).

Pour construire le noyau* central argileux et imperm�able d'une digue d'�tang, vous devriez utiliser un sol dont l'indice de plasticit� est sup�rieur � 30 pour cent.

¹ Prospection p�dologique d'un site d'�closerie � Soraon Pati (Uttar Pradesh, Inde).
² Voir section 11.1.

NOTE. Analyse

- Pr�dominance de limon (silt) avec un bon pourcentage d'argile.
- Classe texturale variant du limon silto-argileux au limon et � l'argile silteuse.
- Les limites d'Atterberg montrent que le sol est assez plastique et peut servir � la construction de lev�es de terre (bonne stabilit� et faibles pertes par infiltration).

¹ Prospection p�dologique d'un site de ferme piscicole (Majargahi Gaura, Inde).
² Voir section 11.1.

NOTE. Analyse

- Pr�dominance de sable, avec un bon pourcentage de limon (silt) et peu d'argile.
- Il n'y a qu'une seule classe texturale pr�sente: le limon sableux.
- Les limites d'Atterberg montrent que le sol est assez plastique et convient � la construction d'�tangs.

8.6 Diagramme de plasticit� des sols � grains fins

Nombre de propri�t�s des argiles et des limons (sols coh�rents), notamment leur compressibilit�* (r�action au test des secousses et consistance pr�s de la limite de plasticit�), peuvent �tre mises en corr�lation avec la limite de liquidit� et l'indice de plasticit�. Casagrande a �tabli cette corr�lation dans son diagramme de plasticit� appliqu� aux sols � grains fins. Ce diagramme se fonde sur les principes suivants:

• Au fur et � mesure qu'augmente la limite de liquidit� des sols, leur plasticit� et leur compressibilit� augmentent �galement.
• Les valeurs LL = 30 pour cent et LL = 50 pour cent diff�rencient les divers degr�s de plasticit� des sols inorganiques.
• A valeurs LL �gales, la r�sistance � sec des sols inorganiques augmente g�n�ralement avec l'augmentation de l'indice de plasticit�.

Le diagramme de plasticit� des sols � grains fins (voir tableau 14) est divis� en six sections par la ligne oblique A trac�e de fa�on que IP = 0,73 (LL - 20) et par deux lignes verticales trac�es de fa�on que LL = 30 pour cent et LL = 50 pour cent.

Chaque section du diagramme correspond � un groupe de sols aux propri�t�s m�caniques bien d�finies. Les trois sections situ�es au-dessus de la ligne A sont des argiles inorganiques de plasticit� faible, moyenne ou forte. Les trois sections situ�es au-dessous de la ligne A sont des limons inorganiques de compressibilit� variable, des limons organiques et des argiles organiques. Ces divisions constituent la base d'un syst�me de classification de sols tr�s utile (voir chapitre 11).

Note. Les sols ayant un indice de plasticit� inf�rieur � 10 pour cent et une limite de liquidit� inf�rieure � 20 pour cent sont des sols pulv�rulents. Ils figurent dans une section s�par�e du diagramme de plasticit� et ne sont pas concern�s par les consid�rations pr�c�dentes.