ãäÊÏíÇÊ ÇáÌáÝÉ áßá ÇáÌÒÇÆÑííä æ ÇáÚÑÈ - ÚÑÖ ãÔÇÑßÉ æÇÍÏÉ - ãÞÇá Íæá : l'etat de l'eau dans le sol
ÚÑÖ ãÔÇÑßÉ æÇÍÏÉ
ÞÏíã 2016-12-21, 23:30   ÑÞã ÇáãÔÇÑßÉ : 1
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M001 ãÞÇá Íæá : l'etat de l'eau dans le sol


Introduction :


’L'eau est un élément sous forme liquide en condition standards, composé sous sa forme pur de molécules qui associent deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène sous la forme H2O, se trouve soit, solide, liquide, gaze.., qui présentent les différents états de l’eau. L’eau, sous sa forme liquide, est essentielle aux organismes vivants à la fois pour ses caractéristiques mécaniques et ses propriétés chimiques, et pour but, cette études sont pour identifier les transformations où l’eau lés subis automatiquement « spontanément ». L’eau set se trouve en trois états connue dans la nature, mais au niveau du sol c’est mieux qu’il se trouve généralement en état liquide revienne à partir des précipitations, où il se diffuse à l’intérieur du sol.

- Est-ce qu’y a d’autres états d’eau trouvé au niveau des sols ?
- Qu’est-ce qu’un sol ?

Pour la repent aux ces questions, nous avons faire cette résumé.




L’eau :
« L’eau est la source de vie »
Identification :
Nom : UICPA eau
Synonymes : monoxyde de dihydrogène, oxyde d'hydrogène, hydrogénol, hydroxyde d'hydrogène, oxyde dihydrogènes.
Apparence : liquide incolore1, inodore et insipide.

Propriétés chimiques :
Formule brute : H2O [Isomères].
Masse molaire :
18,0153 ± 0,0004 g.mol-1 ;
H : 11,19% ; O : 88,81% ;
PKa = PKe = 14,0.
Moment dipolaire : 1,8546 D.
Propriétés physiques :
T° fusion : 0 °C à 1,01325 bar ;
T° ébullition : 100 °C à 1,01325 bar 3, 100,02 °C ± 0,044 ;
Masse volumique :
1 000,00 kg.m-3 à 4 °C ;
998,30 kg.m-3 à 20 °C ;

958,13 kg.m-3 à 100 °C (liquide) ;
726,69 kg.m-3 à 300 °C -15,5 MPa.
Viscosité dynamique :
1,002.10-3 Pa.s à 20 °C ;
0,547.10-3 Pa.s à 50 °C ;
0,2818.10-3 Pa.s à 100 °C (liquide) ;
0,0804.10-3 Pa.s à 300 °C -15 MPa3 ;
Point critique : 374,15 °C, 22,12 MPa 3,4 ;
Point triple : 0,01 °C, 611,2 Pa 3,4 ;
Conductivité thermique : 0,604 W.m−1.K−1 à 20 °C ;
Vitesse du son: 1 497 m.s-1 à 25 °C ;
Thermochimie: Cp = 4 185,5 J.kg-1.K-1 à 15 °C et 101,325 kPa.

Propriétés optiques :
Indice de réfraction = 1,33
Constante de Verdet : 4,10 rad.T-1.m-1 à 480 nm6
Écotoxicologie : DL50 > 90 ml.kg-1
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire


Définitions :
L’eau est un corps chimique composé minéral des éléments oxygène et hydrogène, de formule chimique H2O très stable qui est parfois considéré comme ubiquitaire, sur la Terre et dans l'air humide qui peut l'environner. Elle est essentielle pour tous les organismes vivants connus dont elle est un constituant biologique important. Sa présence jugée abondante a été aussi reconnue à l'état condensé sur pléthore d'objets célestes.
L'eau quasiment pure se trouve naturellement dans les trois états physiques : gazeux (c'est la vapeur présente dans l'atmosphère), liquide, ou solide sous forme de glace, minéral reconnu polymorphe dans l'univers. Elle est un des corps chimiques communs, à posséder des phases à structures minérales, non seulement de manière générale à l'état solide, mais à l'état liquide. C'est un puissant solvant.
Généralités :
L'eau trouvé en trois états : liquide, solide (glace) et gazeux (vapeur d'eau). Ce dernier état de l'eau, est invisible, se trouve dans l'air. Les nuages, eux, sont des accumulations de gouttelettes d'eau dans l'air.


Fig : les états physiques d’eau.

La formule chimique de l’eau pure est H2O. L’eau dite « courante » est une solution d'eau, de sels minéraux et d'autres impuretés. Pour cela, l’eau que l’on trouve sur Terre est rarement un composé chimique pur. Les chimistes utilisent de l'eau distillée pour leurs solutions, mais cette eau n'étant pure qu'à 99%, il s'agit techniquement d'une solution aqueuse.
Majoritairement ou facilement observable sur Terre à l'état liquide, elle possède les propriétés d'un puissant solvant : elle dissout facilement et solubilise rapidement de nombreux corps sous forme d'ions, ainsi que de nombreuses autres molécules gazeuses, et par exemple les composants de l'air, en particulier l'oxygène ou le dioxyde de carbone. L'expression « solvant universel » est toutefois sujette à maintes précautions, beaucoup de matériaux naturels (roches, métaux, etc.) étant non solubles dans l'eau (dans la plupart des cas ou de manière infime).
71% de la surface de la Terre est recouverte d’eau (97% d’eau salée et 03% d’eau douce dans différents réservoirs), sous forme liquide dans les océans, par exemple) mais sous forme gazeuse (vapeur d'eau), liquide et solide. Ailleurs que dans les zones humides plus ou moins tourbeuses ou marécageuses, dans les mers et océans, l'eau est présente dans les lagunes, lacs, étangs, mares, fleuves, rivières, ruisseaux, canaux, réseaux de fossés, de watringues ou comme eau interstitielle du sol.
L'humidité de l'air provient de l'évaporation des mers et eaux douces et de l'évapotranspiration des plantes.
La circulation de l’eau au sein des différents compartiments terrestres est décrite par le cycle de l'eau. En tant que composé essentiel à la vie, l’eau a une grande importance pour l'Homme, mais aussi pour toutes les espèces végétales et animales. Source de vie et objet de culte depuis les origines de l'Homme, l'eau est conjointement, dans les sociétés d'abondance comme la France, un produit de l'économie et un élément majeur de l'environnement.
Le corps humain est composé à 65% d’eau pour un adulte, à 75% chez les nourrissons et à 94% chez les embryons de trois jours. Les cellules, quant à elles, sont composées de 70% à 95% d'eau. Les animaux sont composés en moyenne de 60% d'eau et les végétaux à 75%. On retrouve néanmoins des extrêmes : la méduse (98%) et la graine (10%).
L’eau est le principal constituant du corps humain :
À l’intérieur de l’organisme, l’eau n’est pas répartie uniformément. Sa concentration varie d’un organe à l’autre :

85% dans le cerveau ;
80% dans les poumons ;
80% dans les reins ;
79% dans le sang ;
77% dans le cœur ;
73% dans le foie ;
73% dans les muscles ;
71% dans la peau ;
22% dans les os ;
10% dans les dents.

Géophysique : l'eau sur Terre et dans l'Univers :
L’eau joue un rôle majeur dans les cycles de l’oxygène et du carbone, et le climat.
L'eau dans l'Univers :
L'eau a été trouvée dans des nuages interstellaires dans notre galaxie, la voie lactée. On pense que l'eau existe en abondance dans d'autres galaxies aussi, parce que ses composants, l'hydrogène et l'oxygène, sont parmi les plus abondants dans l'Univers.
Les nuages interstellaires se concentrent éventuellement dans des nébuleuses solaires et des systèmes stellaires tels que le nôtre. L'eau initiale peut alors être trouvée dans les comètes, les planètes, les planètes naines et leurs satellites.
Eau liquide dans l'univers :
La forme liquide de l'eau est seulement connue sur Terre, bien que des signes indiquent qu'elle soit (ou ait été) présente sous la surface d'un des satellites naturels de Saturne, Encelade, sur Europe et à la surface de Mars. Il semblerait qu'il y ait de l'eau sous forme de glace sur la Lune en certains endroits, mais cela reste à confirmer. La raison logique de cette assertion est que de nombreuses comètes y sont tombées et qu'elles contiennent de la glace, d'où la queue qu'on en voit (quand les vents solaires les touchent, laissant une traînée de vapeur). Si l'on découvre de l'eau en phase liquide sur une autre planète, la Terre ne serait alors peut-être pas la seule planète que l'on connaît à abriter la vie.
Cycle de l’eau :
Le cycle de l'eau (connu scientifiquement sous le nom de cycle hydrologique) se rapporte à l'échange continu de l'eau entre l'hydrosphère, l'atmosphère, l'eau des sols, l'eau de surface, les nappes phréatiques et les plantes.
L'eau liquide est trouvée dans toutes sortes d'étendues d'eau, telles que les océans, les mers, les lacs, et de cours d'eau tel que les fleuves, les rivières, les torrents, les canaux ou les étangs. La majorité de l'eau sur Terre est de l'eau de mer. L'eau est également présente dans l'atmosphère en phase liquide et vapeur. Elle existe aussi dans les eaux souterraines (aquifères).
Le volume approximatif de l'eau de la Terre (toutes les réserves d'eau du monde) est de 1 360 000 000 km3. Dans ce volume :
- 1 320 000 000 km3 (97,2%) se trouvent dans les océans ;
- 25 000 000 km3 (1,8 %) se trouvent dans les glaciers et les calottes glaciaires ;
- 13 000 000 km3 (0,9 %) sont des eaux souterraines ;
- 250 000 km3 (0,02%) sous forme d'eau douce dans les lacs, les mers intérieures et les fleuves ;
- L’équivalent de 13 000 km3 (0,001%) d'eau liquide sous forme de vapeur d'eau atmosphérique à un moment donné.
Si la fraction d'eau sous forme gazeuse est marginale, la Terre a perdu au cours de son histoire 1/4 de son eau dans l'espace.
Propriétés physiques :
Une main dans l'eau courante. La distorsion est due à la réfraction.
En générales la température de vaporisation de l'eau dépend directement de la pression atmosphérique comme le montrent ces formules empiriques :
Pression normalisée dans la troposphère (0–11 km) :
Point d'ébullition :
Son point d'ébullition est élevé par rapport à un liquide de poids moléculaire égal. Ceci est dû au fait qu'il faut rompre jusqu'à trois liaisons hydrogène avant que la molécule d'eau puisse s'évaporer. Par exemple, au sommet de l'Everest, l'eau bout à environ 68 °C, à comparer aux 100 °C au niveau de la mer. Réciproquement, les eaux profondes de l'océan près des courants géothermiques (volcans sous-marins par exemple) peuvent atteindre des températures de centaines de degrés et rester liquides.
L'eau est sensible aux fortes différences de potentiel électrique. Il est ainsi possible de créer un pont d'eau liquide de quelques centimètres entre deux béchers d'eau distillée soumis à une forte différence de potentiel.
Un nouvel « état quantique » de l’eau a été observé quand les molécules d’eau sont alignées dans un nanotube de carbone de 1,6 nanomètre de diamètre et exposée à une diffusion de neutrons. Les protons des atomes d’hydrogène et d’oxygène possèdent alors une énergie supérieure à celle de l’eau libre, en raison d’un état quantique singulier. Ceci pourrait expliquer le caractère exceptionnellement conducteur de l’eau au travers des membranes cellulaires biologiques.
L'eau comme fluide thermodynamique :
Molécule d'eau :
L'eau est une fluide thermodynamique d'usage courant, efficace et économique. L'eau a une masse volumique maximale de 1 000 kg.m3 (soit 1 kg.L-1 à l'origine la définition du kilogramme ; exactement 999,975 kg.m3 à 3,98 °C).
L'eau a la capacité thermique à pression constante la plus élevée de tous les liquides (75,711 J.mol-1.K-1 soit 4,202 6 kJ.kg-1.K-1 à 20°C). Les océans sont de bons accumulateurs de la chaleur.
L'eau est stable en température jusqu'à une valeur élevée ;
L'eau est stable sous rayonnement dont le rayonnement neutronique ;
L'eau a la tension superficielle la plus élevée de tous les liquides (72 mN.m-1 à 20 °C) à l'exception du mercure ; dans l'air humide, la formation des gouttelettes est facilitée ; dans un tube capillaire, l'eau monte ainsi que la sève dans les arbres.
L'eau a une chaleur spécifique élevée 1 cal*(g.°C)-1, due à ses liaisons hydrogène qui se forment et se brisent constamment. C'est grâce à cette chaleur spécifique que les océans maintiennent une température stable.
L'eau a la chaleur latente d'évaporation la plus élevée de tous les liquides (44,22 kJ.mol-1 soit 2 454,3 kJ.kg-1 à 20 °C) ; donc l'effet réfrigérant de la transpiration est efficace.
L'eau a une chaleur latente de fusion élevée (6,00 kJ.mol-1 soit 333,0 kJ.kg-1). L'eau a une très faible conductivité thermique (0,604 W. (m.K)-1 à 20 °C).
L'eau et la glace ont une couleur bleutée sous forte épaisseur.
L'eau est transparente à la lumière visible, ainsi les organismes aquatiques peuvent vivre car la lumière du soleil peut les atteindre ; elle est cependant opaque au rayonnement infrarouge absorbé par l'hydrogène, l'oxygène et leur liaison.
La chaleur massique de l'eau est de 4 185 J·kg-1·K-1, à pression normale. Elle est largement constante aux basses températures.
Radiolyse :
La radiolyse de l'eau est la dissociation, par décomposition chimique de l'eau (H2O) (liquide ou de vapeur d'eau) en hydrogène et hydroxyle respectivement sous forme de radicaux H· et HO·, sous l'effet d'un rayonnement énergétique intense (rayonnement ionisant dont notamment le rayonnement neutronique par exemple). Elle a été expérimentalement démontrée il y a environ un siècle. Elle se fait en passant par plusieurs stades physicochimiques et à des conditions particulières de température et de pression, de concentration du soluté, de pH, de débit de dose, de type et énergie du rayonnement, de présence d'oxygène, de nature de la phase de l'eau (liquide, vapeur, glace). C'est un phénomène encore incomplètement compris et décrit qui pourrait, dans le domaine du nucléaire, des voyages dans l'espace ou pour d'autres domaines, avoir dans le futur des applications techniques nouvelles, entre autres pour la production d'hydrogène.
Référence dans le système métrique :
Référence massique :
À l’origine, un décimètre cube (litre) d’eau définissait une masse d’un kilogramme (kg). L’eau avait été choisie car elle est simple à trouver et à distiller. Dans notre système actuel de mesure – le système international d’unités (SI) – cette définition de la masse n’est plus valable depuis 1889, date à laquelle la première Conférence générale des poids et mesures définit le kilogramme comme la masse d’un prototype de platine iridié conservé à Sèvres. Aujourd’hui à 04°C, la masse volumique est de 0,99995 kg.dm-3. Cette correspondance reste donc une excellente approximation pour tous les besoins de la vie courante.
Référence de température :
Le système centigrade défini par Celsius, fixe le degré 0°C sur la température de la glace fondante et définit comme degré 100°C la température de l’eau en ébullition sous pression atmosphérique normale 25 Pa. L’échelle est ensuite graduée de 0°C à 100°C. C’est ainsi que la température normale du corps humain est en moyenne de 37°C.
T [°F] = 1,8*T [°C] + 32
T [°K] = T [°C] + 273.15
L'angle H-O-H est de 104,5° et la distance interatomique O-H = 95,7 pm soit 9,57×10-11 m.
Polarité :
L'électronégativité de l'atome O étant plus haute que celle de H, il y a une polarisation de cette molécule, ce qui en fait un bon solvant. Elle possède un dipôle électrique permanent. La polarité de la molécule rend possible pour la molécule d'eau de réaliser des liaisons hydrogène intermoléculaires (+20 -25 kJ.mol-1).
On observe donc deux charges partielles négatives (δ–), sur les doublets non liants de l'oxygène qui forment chacune une liaison hydrogène avec un atome d’hydrogène d'une autre molécule portant charge partielle positive (δ+).
Et une charge partielle positive (δ+), sur chaque atome d'hydrogène ce qui permet des liaisons hydrogène avec un oxygène d'une autre molécule portant une charge (δ–).
Pour exemple les cristaux de glace ont cette forme à cause de cela. À quantité égale, la glace flotte sur l'eau (sa densité solide est plus faible que celle liquide) et c'est dû à ces liaisons hydrogène, « Exemples de type de cristaux de neige ».
2H2O → H3O+ + OH–.
Industrie :
L’eau est aussi utilisée dans beaucoup de processus industriels et de machines, tels que la turbine à vapeur ou l’échangeur de chaleur : on peut ajouter à cela son utilisation comme solvant chimique. Dans l’industrie, les rejets d’eau usée non traitée provoque des pollutions qui incluent les rejets de solutions (pollution chimique) et les rejets d’eau de refroidissement (pollution thermique). L’industrie a besoin d’eau pure pour de multiples applications, elle utilise une grande variété de techniques de purification à la fois pour l’apport et le rejet de l’eau.







Le sol :
Définition1: La science qui étudie les sols, leur formation, leur constitution et leur évolution, est la pédologie. Plus généralement, aujourd'hui, on parle de science du sol, englobant ainsi toutes les disciplines (biologie, chimie, physique) qui s'intéressent pro parte au sol. De nombreux processus, autrefois considérés comme purement physico-chimiques, sont aujourd'hui attribués à l'activité des êtres vivants, comme l'altération des minéraux ou la mobilisation du fer par les sidérophores bactériens.
Définition2: Les agronomes nomment parfois « sol » la partie arable (pellicule superficielle) homogénéisée par le labour et explorée par les racines des plantes cultivées. On considère qu'un bon sol agricole est constitué de 25% d’eau, 25% d’air, 45% de matière minérale et de 5% de matière organique8. Le tassement et la semelle de labour peuvent induire une perte de rendement de 10% à 30%, pouvant aller jusqu'à 50%.
Constituants des sols :
Texture du sol :
On peut les classer par diamètres décroissants (granulométrie) :
Les graviers et cailloux (> 2 mm)
Les sables (20 μm-0,2 mm)
Les limons (2 μm-20 μm)
L'argile granulométrique (< 2 μm)
Tous ces éléments constituent le squelette du sol.
Fraction grossière, les particules ont un diamètre supérieur à 2 μm : les graviers et cailloux, les sables, les limons. Cette fraction est sans intérêt immédiat pour les plantes, mais est primordiale pour garder l'eau en réserve dans le sol (macroporosité). Il s'agit du squelette du sol, qui finira par se transformer en fraction fine par altération ;
Fraction fine : les particules sont inférieures à 2 μm. Cette fraction est biologiquement et chimiquement active. Elle est composée de colloïdes minéraux.
Les composants organiques :
La matière organique est composée d'éléments principaux (le carbone-C, l'hydrogène-H, l'oxygène-O et l'azote-N), d'éléments secondaires (le soufre-S, le phosphore-P, le potassium-K, le calcium-Ca et le magnésium-Mg), ainsi que d'oligoéléments.
Elle se répartit en quatre groupes :
-La matière organique vivante, animale (faune du sol), végétale (organes souterrains des plantes) et microbienne (bactéries, champignons, algues du sol), qui englobe la totalité de la biomasse en activité,
-Les débris d'origine végétale (résidus végétaux, exsudats racinaires), animale (déjections, cadavres) et microbienne (cadavres, parois cellulaires, exsudats) appelés matière organique fraîche,
-Des composés organiques intermédiaires, appelés matière organique transitoire (évolution de la matière organique fraîche),
-Des composés organiques stabilisés, les matières humiques ou humus, provenant de l'évolution des matières précédentes.
Les types de sol:
La texture du sol est définie par la grosseur des particules qui le composent : % graviers, sable, limon, argile.


Fig : Textures du sol ;
Sols sableux: Les particules d'un sol sableux sont relativement espacées, ce qui permet à l'eau de s'écouler rapidement. Les sols sableux ont une structure instable, ce qui les rend très sensibles à l'érosion éolienne, de plus comme l’eau s’écoule rapidement, ils sèchent rapidement ce qui favorise l’érosion aérienne.
Sols limoneux: Bien que tous les sols soient sujets à une éventuelle érosion par l'eau, le limon, le loam limoneux et le loams sont les plus menacés. Sur les pentes longues ou abruptes, l'érosion par l'eau s'intensifie et le ruissellement peut atteindre une vitesse impressionnante.
Sols argileux: Les sols renfermant une forte proportion d'argile sont propices à l'agriculture en zone aride. La structure superficielle des sols argileux peut se dégrader, formant une croûte. L'encroûtement limite l'infiltration et accroît le ruissellement. Un sol argileux mouillé a tendance à se compacter, ce qui favorise également le ruissellement. Les sols argileux peuvent également être très sensibles à l'érosion éolienne. La sécheresse peut causer la pulvérisation de la couche superficielle des argiles lourdes, au point de réduire les mottes en particules de la taille de gros grains de sable, très sensibles à l'érosion éolienne. Le compactage du sol, qui touche surtout les sols argileux, est dû au passage de véhicules lourds ou à une circulation fréquente au même endroit. Le compactage peut avoir des effets néfastes sur le drainage.
Tableau des types de sols :
La texture d'un sol a une incidence directe sur sa teneur en nutriments, son humidité et sa capacité de drainage. Les sols argileux sont plutôt fertiles, mais sont souvent mouillés et mal drainé. Les sols sableux se drainent facilement, mais ils ont tendance à être secs et infertiles. Les loams conservent l'humidité; ils sont fertiles, friables et faciles à travailler. Un sol loameux contient environ 40 % de sable, 40 % de limon et 20 % d'argile, ainsi qu'une bonne quantité d'humus. Consultez la figure à la fin du tableau des types de sol suivante pour connaître la méthode employé pour effectuer les tests de la poignée de terre et le ruban de terre.




Les types de sol :
Texture Sensation au toucher Poignée de terre (Moule mouillé) Ruban de terre
Sable Matière granuleuse, peu farineuse Aucun moule Ne peut pas former de ruban
Sable loameux Matière granuleuse, légèrement farineuse Moule très faible, ne se manipule pas Ne peut pas former de ruban
Sable limoneux Matière quelque peu farineuse Ne se manipule pas Ne peut pas former de ruban
Loam sableux Matière granuleuse, modérément farineuse faible moule, se manipule avec soin Forme à peine un ruban – 1,5 à 2,5 cm (5/8 à 1 po)
Loam Matière assez molle et lisse, mais manifestement granuleuse Bon moule, se manipule facilement Épais, mais très court – <2,5 cm (1 po)
Loam limoneux Matière farineuse, légèrement granuleuse Faible moule, se manipule avec soin Forme des flocons plutôt qu'un ruban
Limon Matière très farineuse Faible moule, se manipule avec soin Forme des flocons plutôt qu'un ruban
Loam sableux-argileux Matière fortement granuleuse Moule de consistance moyenne Court et épais 2,5 à 5 cm (1 à 2 po)
Loam argileux Matière modérément granuleuse Moule robuste de toute évidence Assez mince, se brise facilement, supporte à peine son propre poids
Loam limoneux-argileux Matière lisse, farineuse Moule robuste Assez mince, se brise facilement, supporte à peine son propre poids
Argile sableuse Matière fortement granuleuse Moule robuste Mince, assez long, 5 à 7,5 cm (2 à 3 po), porte son propre poids
Argile limoneuse Matière lisse Moule très robuste Mince et assez long, 5 à 7,5 cm (2 à 3 po), porte son propre poids
Argile Matière lisse Moule très robuste Très fin et très long, >7,5 cm (3po)
Sol et cycle de l'eau :
Parmi les services éco-systémiques assurés par le sol figurent son rôle majeur dans le cycle de l'eau.
Grâce à sa porosité le sol retient une quantité considérable d'eau, qui en son absence et selon la nature du terrain (pente, rugosité, porosité de la roche) rejoint immédiatement la nappe phréatique ou s'écoule en nappe, provoquant inondations et érosion. La quantité d'eau retenue dans le sol, appelée réserve utile, permet la croissance des plantes au cours de la saison de végétation et l'eau du sol alimente les réservoirs naturels (mares, tourbières) ou artificiels (retenues collinaires) situés dans les déclivités du terrain ainsi que les systèmes d'irrigation. La présence de matière organique améliore considérablement la capacité du sol à retenir l'eau, notamment en surface, grâce à sa grande capacité d'adsorption, notamment lorsque la matière organique est humifiée. Il en est de même pour les particules minérales les plus fines que sont les argiles. D'une manière générale, plus la texture du sol est grossière (cailloux, graviers, sables grossiers), moins il est capable de retenir l'eau.
L'eau du sol passe dans les plantes par l'intermédiaire de l'absorption racinaire et effectue son ascension sous l'influence conjointe de la poussée radiculaire et de la transpiration. Une partie de l'eau est directement évaporée à la surface du sol, sous l'influence du soleil et du vent mais aussi du simple différentiel de concentration de la vapeur d'eau entre le sol et l'atmosphère (diffusion). L'ensemble de ces processus constitue ce que l'on appelle l'évapotranspiration.
L’eau dans le sol :
La texture et la structure d’un sol conditionnent la circulation de l’eau, car elles auront respectivement une incidence sur la porosité texturale, stable et immuable, et, sur la porosité structurale qui évolue en fonction des usages du sol et du climat.
Nous avons vu dans ce traité que l’eau peut se trouver dans plusieurs états à l’intérieur d’un sol, suivant l’intensité des forces liant ses molécules aux particules solides. On distingue :
- l’eau de constitution, qui entre dans la composition chimique des minéraux dont les particules de sol sont formées ;
- l’eau liée ou absorbé, à la surface des grains très fins, qui est orientée par les forces d’attraction moléculaire et les forces électrostatiques ; elle a une viscosité élevée et ne transmet pas les pressions ;
- l’eau libre, qui circule librement dans les pores du sol sous l’effet des forces de pesanteur ;
- l’eau capillaire, qui, dans les sols non saturés, en présence d’air ou d’autres gaz, est retenue dans les canaux les plus fins du sol par les forces capillaires. Ces liaisons de l’eau avec les particules du sol dépendent de la nature minéralogique des particules et de leurs dimensions. Dans les sols fins argileux, l’eau peut se trouver dans les quatre états indiqués ci-avant et la hauteur de la frange capillaire peut atteindre plusieurs dizaines de mètres au-dessus de la surface de la nappe. Dans les sables, il n’y a pas d’eau de constitution et en général pas d’eau liée et la frange capillaire à quelques centimètres de hauteur. Au-delà de la hauteur limite d’ascension capillaire, l’eau n’est plus continue dans l’espace des pores et n’intervient pas de façon autonome dans le comportement mécanique du sol.

Différents états de l’eau:

L’eau dans le sol se trouve sous trois états :
- l’eau de gravité, elle occupe la macroporosité du sol, elle s’écoule rapidement, puis de plus en plus lentement, elle quitte les espaces vides qui se remplissent d’air. Lorsque l’eau ne s’écoule plus, la terre atteint son taux d’humidité à la capacité au champ ;
- l’eau utilisable par la plante, partie de l’eau ainsi retenue par le sol ;
- l’eau inutilisable par la plante : eau formant autour des solides des films très minces et retenue énergiquement par la terre. Elle occupe la microporosité, il s’agit de l’eau de rétention. Lorsque les plantes ne peuvent plus absorber l’eau, c’est-à-dire lorsque la force de succion de la terre est supérieure à celle des racines, le point de flétrissement permanent est atteint ; ce stade est irréversible.


Fig : Différents états de l’eau dans le sol.

Corrélation entre la texture du sol et la perméabilité :

A : zone très perméable ;
B : zone perméable ;
C : zone peu perméable ;
D : zone imperméable ;
SABLE : particules dont le diamètre est compris entre 0,05 mm et 2 mm ;
SILT : particules dont le diamètre est compris entre 0,05 mm et 0,002 mm ;
ARGILE : particules dont le diamètre est inférieur 0,002 mm.


















Conclusion :

« En bref »

La maîtrise de la ressource en eau nécessite que soient mieux connues les interactions entre la couverture pédologique et l’eau et, de façon plus générale, comment interfère le système sol-plante-atmosphère avec le cycle de l’eau. La qualité des eaux superficielles et souterraines dépend de notre aptitude à apprécier le risque de transfert de produits polluants en fonction des choix de gestion des sols qui sont faits. Là aussi, il est important de bien connaître quelles sont les conséquences du fonctionnement hydrique des sols sur le cycle de l’eau. Nous avons vu dans ce sujet que la question de la circulation de l’eau dans le sol était loin d’être simple, car le sol est un milieu poreux à géométrie complexe et déformable en fonction de son degré de saturation. Les caractéristiques de ce milieu, en particulier ses propriétés hydriques, varient selon les caractéristiques du sol, en particulier de sa texture et de sa porosité. Ou, pour répondre aux questions relatives à la gestion de l’eau au niveau d’unités de paysage telles que des bassins versants élémentaires ou de plus grande taille, il est nécessaire de prendre en compte la diversité des solums qui composent la couverture pédologique de ces unités de paysage. Les études sont alors souvent limitées par le déficit de données pertinentes pour décrire le transfert de l’eau à de tels niveaux.
C’est par conséquent en progressant autant sur le plan de la connaissance de la physique des transferts dans la couverture pédologique, que sur celui de l’identification des grandeurs pertinentes et de leur connaissance en fonction de la nature du sol, que le rôle du sol dans le cycle de l’eau sera mieux connu et par conséquent mieux maîtrisé.
L'évapotranspiration potentielle ou ETP, déterminée par le climat régional et la position topographique, est calculée à l'aide de modèles mathématiques tenant compte d'une couverture végétale "idéale". Elle permet de cartographier les potentialités hydriques des sols et les besoins en irrigation à l'échelle locale, nationale ou mondiale. En cas de sécheresse prolongée les capacités du sol à fournir de l'eau aux plantes et aux autres organismes peuvent atteindre leurs limites.
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bon courage








 

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