LESSIVÉS (SOLS)


LESSIVÉS (SOLS)
LESSIVÉS (SOLS)

Les sols lessivés sont des sols évolués brunifiés, caractérisés par un humus à décomposition rapide de type «mull» (parfois «moder») qui forme avec l’argile et les hydroxydes ferriques un complexe absorbant plus ou moins stable. Ces sols ont subi l’influence du lessivage: la migration des produits colloïdaux et leur accumulation à la base du sol provoquent une différenciation du profil en horizons nettement distincts: l’horizon «argillique» est particulièrement caractéristique. On les observe principalement dans les régions tempérées humides, et notamment dans l’Europe de l’Ouest, où ils constituent généralement des terres fertiles.

1. Origine du concept

Le terme de «sol lessivé» semble avoir été proposé par G. Aubert en 1936, mais employé pour la première fois dans une publication scientifique par A. Oudin (1937). Il s’agissait de désigner les sols présentant un horizon B textural d’accumulation d’argile que M. Baldwin (1927) qualifiait de gray-brown podzolic soils et V. Agafonoff (1936) de sols podzoliques «bruns». Ce nouveau vocable a eu pour intérêt principal d’éviter toute équivoque en permettant de dissocier l’influence des processus pédogénétiques distincts de lessivage et de podzolisation.

En fait, les sols lessivés présentent, au moins dans le terme médian, le plus caractéristique du groupe, une teinte brune due aux hydroxydes ferriques (libérés par l’altération des minéraux de la roche mère), assombrie par l’humus et atténuée par l’argile. Comme l’ont souligné R. Tavernier et G. D. Smith (1957), ils appartiennent aux «sols bruns» de E. Ramann, définition très large recouvrant la plus grande partie de la classe des «sols brunifiés» dans la classification française des sols. Tous les sols de cette classe sont en effet caractérisés par un humus à décomposition rapide (où dominent les acides humiques bruns), formant avec l’argile et les hydroxydes ferriques un complexe de teinte brune. C’est le processus pédogénétique de «brunification», précisé par P. Duchaufour (1965); il implique qu’il n’y a aucune dégradation chimique, ou seulement une altération très faible des minéraux argileux. Selon l’importance des phénomènes de migration mécanique des particules colloïdales (lessivage) qui viennent s’accumuler à la base du profil, on distingue des groupes différents dans les diverses sous-classes de la classe des sols brunifiés:

– les sols bruns proprement dits, où les processus d’entraînement sont très faibles et qui ne présentent qu’un horizon (B) structural;

– les sols lessivés , où, sous l’horizon éluvial appauvri A, se forme un véritable horizon illuvial d’accumulation d’argile B qualifié de textural; c’est l’horizon «argillique» des pédologues américains.

La même opposition existe dans la taxonomie des sols du Soil Survey des États-Unis, où elle est encore plus marquée puisqu’elle s’inscrit au niveau des ordres fondamentaux: les inceptisols couvrent la plus grande partie des sols bruns de la classification française, alors que l’ordre des alfisols correspond à peu près aux sols lessivés [cf. PÉDOLOGIE].

Les sols lessivés sont donc des sols brunifiés de profil ABC, ce qui s’accorde bien avec la dénomination de Para-Braunerde que leur donnent les auteurs allemands.

2. Genèse des sols lessivés

Les sols lessivés se rencontrent essentiellement sous les climats tempérés à fortes pluies tombant en dehors de la saison d’été (climats atlantique et méditerranéen humide), et P. Duchaufour souligne que les phénomènes de lessivage s’accroissent en France de l’est à l’ouest, à mesure que les influences océaniques augmentent. Il existe aussi, cependant, des sols lessivés sous les climats continentaux et boréaux.

Le lessivage intervient surtout sur les roches mères moyennement filtrantes (limons des plateaux, alluvions anciennes, argile à silex, etc.). La végétation correspondante en zone atlantique est la chênaie ou la chênaie-hêtraie climaciques.

Selon P. Duchaufour, le phénomène de lessivage comporte essentiellement deux modalités différentes, avec le cas particulier du terrain cultivé. Elles peuvent correspondre à des phases successives d’un processus général.

En milieu neutre

Quand la roche mère comporte des réserves calciques importantes, le lessivage n’intervient qu’après décarbonatation complète du profil par les eaux d’infiltration. Cette décarbonatation laisse le milieu neutre, mais libère les argiles fines, souvent de type «montmorillonite», que les ions Ca présents ne floculent pas. Cette argile fine migre vers le bas dans un lessivage purement mécanique, sans modification de sa nature. Il semble que l’hydroxyde ferrique se déplace en même temps sans qu’il y ait rupture de ses liaisons avec les micelles argileuses. L’accumulation se fait au niveau de l’horizon B textural, de structure polyédrique, où l’on note une augmentation du taux d’argile et de «fer libre». Cette accumulation résulte d’une déshydratation partielle du niveau sous l’influence, notamment, des racines ou du fait que la teneur en ions Ca augmente (G. Aubert et J. Boulaine, 1980). Elle produit des revêtements (clay skins des auteurs anglo-saxons) zonés, brillants, à micelles orientées, dans les cavités ou autour des agrégats. En effet, les particules argileuses ont généralement une forme aplatie; quand elles ont été déplacées, elles ont tendance à s’orienter, plaçant leur axe longitudinal parallèlement aux surfaces sur lesquelles elles se déposent; ces enrobements stratifiés apparaissent alors biréfringents sous le microscope polarisant. D’autre part, ces revêtements sont généralement plus foncés et granulométriquement plus fins que l’intérieur des unités structurales. Il peut aussi apparaître des argiles de néoformation par altération des minéraux de la roche mère; elles ne forment pas de revêtements orientés.

Dans l’ensemble, le bilan montre qu’il y a compensation entre les pertes au niveau de l’horizon A et les gains au niveau de l’horizon B. Pour que l’on admette l’existence d’un horizon «argillique» véritable, il faut qu’il comporte, par rapport à l’horizon A illuvial, un enrichissement en argile supérieur à 4 p. 100 en valeur absolue et un rapport des taux d’argile en B et A (indice d’entraînement) supérieur à 1,4. De toute manière, la formation de l’horizon «argillique» est un phénomène lent qui nécessite une durée minimale de quelques milliers d’années.

En milieu acide et mal aéré

En milieu acide et mal aéré, le lessivage purement mécanique est suivi par un autre phénomène dans lequel la matière organique joue un rôle important: les composés organiques solubles, nés de la décomposition des débris végétaux, résistent beaucoup plus longtemps à la dégradation, du fait de la diminution de l’activité biologique. Une certaine anaérobiose temporaire, une acidité accrue et la persistance des composés organiques mobilisent le fer à l’état réduit et le complexent sous une forme soluble. Dans ces conditions, le fer se sépare de l’argile et les migrations des deux substances s’effectuent indépendamment. Quand le profil se ressuie et donc s’aère, le fer se réoxyde, en même temps que les complexes organo-métalliques sont biodégradés. Le fer est alors déposé au niveau de l’horizon B, sous forme de taches ou de concrétions: cette marmorisation , qui traduit une hydromorphie temporaire, contraste avec la teinte brune uniforme des horizons B des sols lessivés du premier type.

En outre, la solubilisation du fer à l’état ferreux a pour effet de disloquer les agrégats au niveau de l’horizon A et de libérer une quantité supplémentaire d’argile disponible pour migrer. La matière organique plus ou moins solubilisée se liant aux argiles favorise leur migration, même si elles sont soit micacées, soit vermiculites plus ou moins aluminisées. Celles-ci s’accumulent ensuite en profondeur. Au total, l’entraînement dans les sols lessivés acides est toujours plus grand que dans les sols bruns lessivés peu acides.

Stade du sol glossique

Cet apport plus important d’argile au niveau de l’horizon B entraîne son imperméabilisation avec accentuation de l’engorgement et apparition d’une nappe temporaire perchée, superficielle, responsable du développement d’un pseudogley secondaire. En même temps, l’horizon B se dégrade: des «langues verticales» ou «glosses» de l’horizon A plus ou moins blanchi le pénètrent et le morcellent alors que les enrobements des agrégats régressent et s’altèrent rapidement. Cet horizon B peut surmonter, dans certains cas, un horizon tassé très compact dans lequel les racines pénètrent très difficilement (fragipan ).

D’autre part, dans les sols lessivés acides, il se développe souvent secondairement, en surface, une légère podzolisation, avec dégradation chimique des argiles et libération d’alumine.

En terrain cultivé

Dans les pays de vieille civilisation agraire, les sols lessivés présentent des caractères un peu différents de leurs homologues naturels. Sous culture, avec d’importants apports de fumier et introduction de légumineuses dans l’assolement, la population de vers de terre augmente énormément, et ces animaux mélangent les horizons qu’ils rendent plus difficiles à distinguer. En outre, l’horizon supérieur de «terre arable», enrichi en humus, est plus foncé. Au-dessous de lui, les revêtements des pèdes sont plus épais et plus sombres. Les auteurs donnent le nom de «horizon B textural anthropique» aux horizons B ainsi modifiés par la culture.

3. Sols lessivés des pays tempérés

Les sols bruns lessivés font transition avec les sols bruns. Le lessivage y est net mais moyennement poussé: l’indice d’entraînement est compris entre 1,4 et 2. L’horizon B est bien individualisé, tant par sa structure polyédrique ou prismatique que par ses revêtements. L’horizon A est brun. L’humus est de type «mull». Le taux de saturation en calcium est élevé et l’acidité faible ou nulle. Les sols des plaines limoneuses de grande culture du nord du bassin de Paris appartiennent à ce sous-groupe.

Les sols lessivés modaux ont un horizon A subdivisé en A1 humifère, foncé, et A2, de teinte claire. Le lessivage est plus poussé que dans les sols précédents, et l’indice d’entraînement compris entre 2 et 3. Le pH de l’horizon B est supérieur à 5,5. L’humus est de type «mull». On rencontre ces sols sous forêt, sur des formations limono-argilo-caillouteuses telles que l’argile à silex.

Les sols lessivés acides présentent des phénomènes de lessivage encore plus poussés. L’horizon éluvial A2 est clair sans être blanchi. L’horizon B textural est très marqué et présente un taux d’argile régulièrement croissant avec la profondeur. L’indice d’entraînement est supérieur à 3. Le pH en B est inférieur à 5,5, montrant une forte désaturation. Sous forêt, l’humus est de type «mull-moder».

Les sols lessivés faiblement podzoliques font transition avec les sols de la classe des sols podzolisés. Le phénomène de podzolisation se superpose au phénomène de lessivage, mais reste limité. L’humus est de type «moder», peu épais, et repose sur un horizon A2 très éclairci, dont la partie supérieure est même souvent blanchie en raison du balayage du fer par les composés organiques solubles (micro-podzol de surface). L’indice d’entraînement est souvent supérieur à 3 pour l’argile et à 4 pour le fer. On y note, en effet, un début d’individualisation des hydroxydes ferriques. Cependant, l’horizon B demeure «argillique» et ne présente pas la microstructure pelliculaire de l’horizon «spodique» des podzols véritables.

Dans les sols lessivés glossiques , l’horizon B textural est en voie de destruction et est morcelé par l’infiltration de langues verticales de l’horizon A2, blanchi par une hydromorphie temporaire superficielle (M. Jamagne, 1973).

Les sols lessivés hydromorphes sont également caractérisés par une hydromorphie qui n’affecte que les horizons de profondeur: ceux-ci sont marqués d’une manière plus ou moins intense par des taches de pseudogley ou même de gley. La structure de ces sols est instable et les réserves en eau utile y sont très faibles hors des périodes d’engorgement.

4. Sols lessivés des pays continentaux et boréaux

Les sols lessivés des pays continentaux et boréaux présentent, dans l’ensemble, les mêmes caractères fondamentaux que leurs homologues des pays tempérés humides (notamment un humus biologiquement actif et un horizon B «argillique»), mais s’en distinguent par plusieurs traits.

Les sols gris forestiers (grey forest soils des Anglo-Saxons) ont un profil de type ABC. L’horizon A1 humifère est de teinte gris foncé; l’horizon A2, riche en matière organique, est peu distinct. L’horizon B textural est bien structuré et relativement perméable. Le taux de saturation en calcium y est élevé. Ces sols sont, en fait, des sols lessivés continentaux enrichis en humus par une steppisation révolue ou limitée. Ils doivent certainement aussi une partie de leurs caractères à une longue période de gel en hiver. On les observe actuellement, sous forêts de chênes, dans l’ex-U.R.S.S. Ils passent vers le sud aux sols isohumiques (chernozems de l’Ukraine; cf. sols ISOHUMIQUES).

Les sols derno-podzoliques s’observent également en ex-U.R.S.S., mais dans les zones plus septentrionales (région de Moscou), sous forêts de résineux et de feuillus à tapis herbacé. L’humus est un «moder» ou parfois encore un «mull». L’horizon A1, gris foncé et assez épais (30 cm), est colonisé par de nombreuses racines de graminées. Il repose sur un horizon A2 gris plus ou moins clair, mais non cendreux, qui pénètre en langues dans un horizon B textural surtout enrichi en argile et en fer, mais nullement spodique. Il semble que ce soient les sols primitivement décrits sous le nom de «podzols» par les premiers pédologues russes. En fait, il s’agit de sols lessivés faiblement podzoliques. D’ailleurs, le blanchiment relatif de l’horizon A2 n’est pas dû à la présence d’un humus brut, mais au ralentissement de l’activité biologique du «mull» par suite de la longue durée de la période froide qui laisse persister les substances organiques solubles capables de complexer le fer. En ex-U.R.S.S., ces sols passent, vers le sud, aux sols gris forestiers.

Les sols lessivés boréaux (grey wooded soils des Anglo-Saxons) remplacent les podzols, sous climat boréal, sur les roches mères meubles qui contiennent du calcaire. Sous un horizon A0 d’humus brut peu caractérisé et peu acide, l’horizon A1 est pratiquement inexistant. Il existe un horizon A2 décoloré et blanchi, mais encore très argileux. L’horizon B textural est considérablement enrichi en argile et les enrobements y sont généralisés. Typiquement «argillique», il ne montre que très peu d’accumulation de matière organique et ne possède aucun caractère d’horizon spodique. Cet horizon B textural est pratiquement saturé en calcium et son pH est voisin de 7. La présence de calcium échangeable limite la podzolisation mais non le lessivage.

Les sols lessivés sont souvent d’excellentes terres de culture, mais il est parfois nécessaire de corriger leur acidité par l’apport d’amendements calcaires. La structure de leurs horizons supérieurs est assez souvent instable, et l’on a, dans ce cas, des terres battantes, sensibles au glaçage superficiel; il faut alors veiller au taux d’humus du sol. La présence de l’horizon «argillique» permet une bonne rétention de l’eau, qui peut cependant devenir excessive; on doit alors drainer.

Encyclopédie Universelle. 2012.

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