SOLS Propriétés physiques et mécaniques
Propriétés mécaniques
Au cours des opérations de travail du sol, qu'elles soient conduites en génie civil ou en agriculture, le résultat du passage d'un instrument dépend du comportement mécanique du matériau traité. Il en est de même des déformations du terrain dues aux roulages de véhicules ou d'appareils de traitement phytosanitaire ou de récolte, et de celles qui se produisent sous l'effet des pressions exercées par les racines lors de leur croissance.
Quelle que soit l'échelle à laquelle on se situe, la terre présente à cet égard des propriétés variables en fonction de sa constitution physique et de son humidité.
Cohésion, adhérence et humidité
Encyclopædia Universalis France
La principale de ces propriétés est la cohésion :
– À l'état sec, la plupart des matériaux terreux sont cohérents ou encore fragiles : sous l'effet d'une contrainte, un échantillon se rompt sans avoir subi de déformation permanente notable ; dans cet état, la cohésion est le plus souvent maximale ;
– Au-delà d'une certaine humidité, variable suivant les sols, la terre devient plastique : il est alors possible de la déformer de façon permanente avant de la briser. La cohésion diminue fortement au fur et à mesure que l'humidité augmente ;
– Enfin, si l'humidité dépasse un seuil lui aussi variable, la terre tend à se comporter comme un liquide plus ou moins visqueux : la cohésion, bien que non nulle, devient très faible.
Influence de la composition sur les limites d'Atterberg
Encyclopædia Universalis France
S. Atterberg a défini à l'aide de tests les humidités critiques que sont la limite inférieure de plasticité et la limite de liquidité. Bien qu'arbitraires, ces « limites d'Atterberg » sont le moyen le plus pratique dont on dispose pour prévoir le comportement d'un terrain en fonction de son humidité. Les régressions linéaires qui ont pu être établies entre les limites d'Atterberg et différents constituants des sols, et dont certaines sont présentées à titre d'exemple, illustrent l'influence de la teneur en argile et en matières organiques sur la position et l'étendue des domaines d'humidité correspondant aux différents états.
Au cours de la réalisation des opérations aratoires (au sens large), une autre propriété intervient : l' adhérence de la terre à une surface métallique. Lorsque cette adhérence est excessive, l'opération devient impossible ou bien nécessite un effort de traction prohibitif. L'adhérence croît avec l'humidité jusqu'à un maximum dit point d'adhésivité, situé fréquemment un peu avant la limite de liquidité. Les terres argileuses ont une adhérence particulièrement élevée.
Enfin, la sensibilité à la compaction exprime la susceptibilité qu'a le sol de se déformer par rapprochement de ses constituants élémentaires, sous l'influence d'une pression qui lui est appliquée. Cette propriété présente une importance considérable aussi bien en génie civil, où l'on recherche des matériaux compactables et (ou) des humidités réductibles au maximum pour les assises de fondations, qu'en agronomie, où, au contraire, la compactabilité est un inconvénient majeur qu'on cherche à minimiser en n'effectuant les roulages qu'en dessous d'une humidité critique à laquelle la sensibilité du terrain est la plus élevée.
Les mécanismes de compaction, encore incomplètement connus, font intervenir un pouvoir de lubrification du système eau-argile qui facilite le réarrangement plus compact des particules limono-sableuses. Contrairement à une opinion courante, ce ne sont pas les terres argileuses qui sont le plus compactables, mais des matériaux limono-sableux ou sablo-argileux, dans lesquels la part de porosité texturale non liée à la phase argileuse est relativement importante.
Le choix des humidités favorables aux différents travaux repose sur une synthèse adaptée à chaque combinaison « type d'opération-texture[...]
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Écrit par
- Gérard MONNIER : directeur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique
Classification
Médias
Porosité
Encyclopædia Universalis France
Rôle comme réservoir d'eau
Encyclopædia Universalis France
Réserves en eau
Encyclopædia Universalis France
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