Comportement et organisation de sols de Boulbène dans le Tarn – Quelques éléments sur le passage d’une structure prismatique à une structure vertique dans les horizons enrichis en argile

Résumé :

Dans la région Sud-Ouest de la France, les sols développés sur les alluvions anciennes de la vallée du Tarn (appelés encore boulbène) présentent, malgré une évolution pédologique comparable, des horizons B argilliques à structures très différentes (prismatique ou vertique) en fonction de leur position topographique. Les données classiques montrent que les teneurs en argile des horizons argilliques oscillent entre 36 et 55 % dans les faciès prismatique à vertique. Leur nature minéralogique est sensiblement comparable (illites-smectites), avec cependant un caractère smectitique plus marqué dans le faciès vertique. Les cations échangeables sont essentiellement Ca, Mg, Na et K, avec un rapport Ca/Mg respectivement voisin de 2 et 3 pour les faciès prismatique et vertique (tableau 1). En fonction du type de structure, les courbes de dessiccation/humectation présentent des comportements macroscopiques extrêmes. Le gonflement atteint respectivement 3 et 25 % dans les faciès prismatique et vertique et semble avant tout à relier à l’aptitude de l’argile à devenir plus dense par dessiccation, et non à l’obtention d’une teneur en eau supérieure aux hauts états d’hydratation. La présence d’une structure prismatique est associée à : (1) un faible gonflement et une légère déformation horizontale, (2) la présence d’oxydes de fer cimentant les cristallites d’argiles et (3) une orientation isotrope des particules argileuses. Cette organisation engendre une structure rigide avec une très faible variation de volume. En revanche, la structure vertique est caractérisée par (1) un matériau partiellement déferrifié, (2) un fort gonflement et, (3) une importante déformation quasi isotrope. Cette évolution d’une structure prismatique à vertique peut être corrélée aux ondulations du micro-relief. Des conditions d’hydromorphie temporaire apparaissent principalement dans de légères dépressions, entraînant la dissolution des oxydes de fer. Il en résulte une aptitude du matériau argileux à se compacter en conditions sèches mais aussi de retenir plus d’eau et de gonfler plus largement en conditions humides. Le gonflement du sol devient alors suffisant pour provoquer sa rupture par cisaillement et la formation de plans de glissement caractéristiques de ce type de faciès et, in fine, entraîner une micro-division des particules argileuses. Ainsi, le passage d’une structure prismatique à une structure vertique et leurs propriétés hydrauliques respectives sont donc principalement à relier à l’évolution de la taille, de l’arrangement et du degré de cimentation des particules argileuses plutôt qu’à un changement d’ordre minéralogique.