Altération pédogénétique des argilites du Callovo-Oxfordien soumises à la végétalisation - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2003

Pedogenic weathering of revegetated claystones of the Callovo-Oxfordian class

Altération pédogénétique des argilites du Callovo-Oxfordien soumises à la végétalisation

Nicolas Scholtus
  • Function : Author
  • PersonId : 776715
  • IdRef : 076389928

Abstract

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La végétalisation permet de remédier aux profondes perturbations qui affectent le paysage, à la suite du remaniement ou de l'excavation de matériaux minéraux. Une telle pratique entraine la création d'écosystèmes originaux dont la dynamique de fonctionnement est encore peu connue. Ce travail est consacré à l'étude des processus précoces et à long terme d'altération pédogenétique de matériaux rocheux carbonatés, excavés puis végétalisés. Il s'agit de caractériser l'influence de la végétation et en particulier des mécanismes rhizosphériques impliquant les exsudats racinaires complexants sur l'évolution de la composition des solutions et des phases minérales et de pronostiquer les différentes étapes de l'évolution pédogenétique des matériaux. Le travail expérimental a été mené sur deux roches sédimentaires argilo-calcaires: les argilites du Callovo-Oxfordien, extraites d'une couche géologique profonde durant la construction du laboratoire souterrain de l'Andra à Bure, et un matériau analogue, les argiles à Opalinus. Les matériaux ont d'abord fait l'objet d'une caractérisation chimique et minéralogique complète. Des essais en vases de végétation ont permis d'examiner les premiers stades d'altération des argiles à Opalinus en présence d'une Grarninée, Festuca rubra L. et d'une Légumineuse, Lotus comiculatus L. Des expériences de transport réactif associées à la modélisation ont ensuite permis d' étudier le rôle de trois composés organiques rhizosphériques complexants (acétate, oxalate, histidine) et d'un ligand synthétique modèle, l'EDTA, dans l'altération d'agrégats standardisés d'argilite. Enfin, l'évolution pédogénétique à long terme des matériaux végétalisés a été établie à partir d'une approche prédictive basée sur la comparaison entre les argilites non altérées et deux sols évolués, formés au niveau d'affleurements naturels de ces mêmes argilites. La caractérisation minéralogique et chimique des matériaux rocheux a révélé le faible degré d'altération pédogenétique des deux argilites, qui leur confère une forte réactivité lorsqu'elles sont soumises aux conditions de la surface. Malgré la forte salinité du milieu, les plantes se développent directement sur le matériau rocheux; la présence d'un couvert végétal entraine une forte augmentation des concentrations des espèces majeures en solution (Ca2+, Mi+, Na+, cr et SO4[exposant]2-) et la précipitation de phases minérales secondaires (ex: gypse). Réciproquement, la forte salinité de la solution provoque chez les deux plantes l'apparition de carences en Ca et Mg, et une absorption de Na, Fe, Mn et Al anormalement élevée. Les résultats obtenus dans les simulations de pédogenèse accélérée en colonne ont montré que les carbonates (calcite) contrôlent de façon prépondérante la chimie des solutions et de là la nature et l'intensité des réactions d'altération par les ligands organiques. La dissolution des silicates et oxydes métalliques par les agents complexants est ainsi limitée honnis dans le cas de l'EDTA. A long terme, la pédogenèse sur les matériaux végétalisés devrait s'inscrire dans la séquence évolutive sols carbonatés - sols brunifiés, avec comme principaux processus la lixiviation des phases solubles, l'enrichissement de surface en matière organique, une décarbonatation superficielle puis la brunification progressive du profil. Enfin, sur un plan pratique, les principales contraintes pour la végétalisation de ces matériaux rocheux résident dans leur caractère oligotrophe et leur forte salinité.
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Dates and versions

tel-01750194 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01750194 , version 1

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Cite

Nicolas Scholtus. Altération pédogénétique des argilites du Callovo-Oxfordien soumises à la végétalisation. Sciences agricoles. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2003. Français. ⟨NNT : 2003INPL056N⟩. ⟨tel-01750194⟩
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