Figure 1.3: Transformation de la roche en sol
D’où proviennent les sols ? Tout simplement des roches (Fig.1.3), mais ils peuvent contenir aussi des matières organiques (vases et tourbes)
Suivant les types d’altération les sols résultant auront des compositions différentes.
Roche -> la désagrégation physique et mécanique des roches consolidées donne : des fragments de roche de même composition que la roche mère : gravier,sable, limon ;
Roche -> la décomposition physico-chimique de la roche en place ou des fragments de roche donne : Des nouveaux composés : argiles .
Dans les cas les plus généraux un sol peut contenir des fragments de roche, des particules d’argile et des matières organiques. Les vides entre ces différents éléments, généralement appelés pores ou interstices sont remplis d’eau et d’air (Fig.1.3)
Si les vides ne contiennent pas d’eau, le sol est sec ( pratiquement impossible sur site), si tous les vides sont remplis d’eau le sol est saturé (sol sous la nappe), si les vides sont remplis d’eau et d’air le sol est non saturé.
1 Désagrégation physique et mécanique des roches
Le facteur principal est le Climat qui agit par la température et l’eau.
Sous l’action de la température et aussi des contraintes les minéraux qui composent la roche vont se déformer. Si ces minéraux ont des propriétés physiques et mécaniques différentes les déformations différentielles provoqueront des fissures (quartz et feldspath dans le granite par exemple).
L’eau qui s’infiltre dans les fissures peut entraîner des grands éboulements par la poussée qu’elle exerce (ex : Grand écroulement de RANDA). L’eau sous forme de glace augmentant de volume désagrège les roches déjà fissurées.
2 Altération physico-chimique
Les facteurs principaux sont la Pétrographie et le Climat.
2.1 Altération des roches magmatiques et métamorphiques
L’altération des roches magmatiques et métamorphiques se produit par hydrolyse de certains minéraux.
Certains minéraux sont « inaltérables » comme le quartz, d’autre par contre sont altérables, comme le feldspath qui se transforme en argile.
Par exemple le Granite (Roche) : quartz + mica blanc + feldspath se transforme en Sol : arène granitique (sol) -> grains de quartz + grains de mica blanc + particules d’argile (Fig.1.4)
Figure 1.4: Arène rubéfiée et granite altéré
Un même type de roche soumis à des climats différents peut donner plusieurs types d’altération.
L'épaisseur de l'altération sera d'autant plus importante que la température est élevée et la pluviométrie importante.
2.2 Altération des roches sédimentaires
Le facteur principal est l’eau :
Par dissolution des calcaires sous l’action d’eaux chargées en CO2
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(CO3H)2
Produit des karsts (vides) et des Argiles résiduelles de décalcification (Fig.1.5)
Figure 1.5: Mini karst fossile dans la crie comblé par des limons à silex de surface
Le Gypse très soluble dans l’eau provoque des fontis (Fig1.6)
Figure 1.6: Affaissement dus à la dissolution du gypse du Trias provençal
Par hydratation : l’anhydrite dont la variété hydratable augmente fortement de volume (60%)
Par oxydation à l’air humide: la pyrite (marnes noires, schistes pyriteux) : désagrégation très rapide.
-> PESANTEUR (comme facteur principal) : entraîne ou produit des éboulis de débris de toutes dimensions, granularité très étalée, les plus gros blocs se trouvent dans le bas, les colluvions désignent des dépôts de bas de pente de granularité assez fine
Grands glissements
Coulée boueuse et laves torrentielles (pesanteur + eau) : particules argileuses + blocs + eau dans torrent en crue
-> VENT : dépôts de grains assez fins sur de longues distances, limon, loess sur des grandes superficies (Russie, Chine, Roumanie) pouvant atteindre de grandes épaisseurs de 30 à 40m. Sols très délicats, leur structure macroporeuse s’affaisse quand l’eau s’infiltre dans le sol occasionnant des tassements pouvant aller jusqu’à 15% de l’épaisseur de la couche de loess.
-> EAU : alluvions fluviatiles composées de dépôts de grains de plus en plus fins en descendant vers l’embouchure, matériaux de granularité assez étalée.
Les alluvions anciennes, sont généralement des matériaux granulaires, de bonne portance, de faible compressibilité et de perméabilité importante.
Les alluvions modernes, contiennent beaucoup plus de fines que les précédentes, de faible capacité portante, compressible et peu perméables.
Les vases des estuaires sont composées essentiellement de particules argileuses et de matières organiques.
Les dépôts marins, sur des gisements étendus ont une granulométrie fine et uniforme (sable de Fontainebleau, par exemple).
GLACE : L'érosion glaciaire conduit à une granularité très étendue et les moraines peuvent comporter des blocs de grandes dimensions. Les glaciers s’étant étendus beaucoup plus qu’actuellement au cours de l’ère quaternaire, on peut rencontrer des moraines assez loin des glaciers actuels. La composition granulaire et pétrographique des moraines est très hétérogène ; on y rencontre des blocs anguleux de toutes tailles et de nature très diverse, provenant de l’ensemble du bassin versant, le plus souvent emballés dans une matrice argileuse (argile à blocaux) Ces terrains ont été surconsolidés par le poids des glaciers qui pouvaient atteindre plusieurs kilomètres d’épaisseur pendant plusieurs milliers d’années.