SECRETARIAT D’FTAT AU PLAN ET A L’ECONOMIE NAIIONALE

SOUS-FECRFTARIAT D’ETAT A I’AGRICULTUHt

Sous-Direction H. E. R.

SECTION DE PEDOLOGIE

1966

MESURES D’HUMIDITE SUR LES ECHANTILLONS DE SOLS CYPSEUX

Par M. POUGET, Pédologue . 0. R. S. T. 0. M. (Août 1966)

E-S 63

MESURBS 33 f HUMIDISE

SUR LES ECHANTILLONS DE SOLS GYPSEUX

P a r

Me POUGET ( O,BoSaT,O,JL)

RESUME

Par : P, POUGET *

Le gypse naturel cristallisé ( Ca SO 2~ O) présent 4 9 .p dans les sols gr seux,se déshydrate presque c mnle ement en

sulfate anhyrlre 7 Ca SO ) au cours de la mesure dthumidité &

gypse de lréchantilloh,une correction est propoege pour ob- tenir lthumidité rPéelle,

Ifétuve B l u s " (capsule 4 non couverte),En fonction du taux de

Dans les sols gxpseux da sud Tunisien,les mesures d'humidité sont très souvent utilisées pour lsétablissement de profils hydriques,capacité de rétention etc..,La me'thode classique : dessication de 16 à 24 heures à Ifétuve à 105" C ne peut s'appliquer parfaitement aux échantillons gypseux o En effet ,le gypse Ca SO ,2 H20 se transforme,dans certaines conditions sulfate simi-hydrate Ca SO , li2 H 0,le terme final de la déshydratation Qtant l'anhydrfte Ca S 6 4"

PBJOLIBOIS et P, LEFEVRE ,étudiant ce phénomène,mon- trent que la déshydratation du gypse naturel cristallis6 est differente selon que l'on opère en atmosphère sèche ou en atmosphère saturée de vapeur d'eau, Dans ce dernier cas90n observe un arrêt de la déshydratation ,correspondant au départ de 1 9 5 mole'cules dteau( semi-hydrate) ,jusquIà 1 6 0 0 ~ environ, Ainsi,loétude de L a perte de poids du gypse contenu dans un creuset ?ferme' par un couvercle ,placé à ltétuve à 141 OC,con- firme ltexistenca de cette limite de déshydratation t r è s net- te(S0 Ca,1/2 H20j2Vers 20O0G,nn nouveau départ de 0,5 molécu-

complète (SO ca) ,

-

les d 4 eau se produit rapidement,la dgshydratation est a lo r s

s 4 Par contre,dans lvair sec,ces mêmes auteurs obtien-

nent directement une déshydratation totale,sans le palier. intermediaire du semi-hydrate,et ceci même à une température de 60" C; ( la. vitesse de la déshydratation est accrue pour des températures supérieures) o

Compte-tenu de ces données expérimentales précieuses, - on est conduit à préciser le dévenir d'un échantillon de sol '

gypseux au terme dsune dessication à l'e'tuve 2 105" C cvest- 2-dire,dans UE air sensiblement sec, de tontes façons non sa-

* Chargé de recherches O . R . S , f , O , L * Tunis, avec la collaboration technique de Mme M,J,PBUGET

1 LES BESURES' DQHUMIDITE

MODE OPERAT OIRE

turé,Il est permis de penser que la mesure d'humidité s u r de tels échantillons est' surestimée,en raison même du départ d'eau de constitution::du gypse s'ajoutant à l'eau normalement fixée par le sol, B un taux précisément recherch6,On se pro- pose donc de déterminer l'importance quantitative de l'eau en gtexcés It "introduite dans la mesure,ceci en fonction de la te- neur en gypse,

Le principe est simple B on dessèche simnltane'ment les e'chantillons de deux façons :

- d'une part, à l'étuve å I O 5 O C dans une capsule non

- d'autre part,suivaat un proce'de' permettant drévi- couverte (durée B 7 6 à 24 heures);

ter une déshydratation du gypse tout en obtenant une dessica- tiou! correcte,qu'il est facile de vérifier par comparaison avec Celle donnée à lfétuve,en utilisant des échantillons té- moins non gypseux,

Pour cela ,on opère sous vide dans un dessicateur contenant de l'acide sralfurique concentré du commerce oÙ l'on dispose les échantillons (I) place's dans des capsules en por- celaine (durée 4 3 à 4 j o u r s ,OU plus si nécessaire,jusqusà obtention de dessication maximum),

Le gypse est dose' par la méthode gravimétrique (pré- cipitation des sulfates par le chlorure de baryum) et est ex- primé en $ de terre se'che'e å l'air- Pour quelques échantillons, ce dosage, refait 'a la thermobalance,a domé des résultats très voisins,aux erreurs dtexpérience près ,

Les échantillons étodje's ont été prélevés pour la plu- part au cours d'études pédologiques dans le sud Tunisien,quel- ques-uns provenant cependant du Nord et du Centre du pays.Ils constituent une gamme assez complète des sols de Tunisie :

-sola pea Qvolaés drapport éolien ou fluvio-éalien,à .

teneur variable en gypse; -erols isohmiqnes (bruns steppiques)présentant en pro- fondeur un horizon encroflté renferment du gypse en microcristaux bien visibles répartis dans la masse,ou en amas très finement microcristallisés tapissant les pores tubulaires (gypse B de 10 2 30 $1;

-asla tjalciftlorphes à sroBte et encrofftement gypseux de surface 4 formation s trss typiques du sud Tunisien, contenant 40 à 90 $ de gypse;

- 3 -

sols halomorphas pre'sentant,nu dessus de l a nape,usne croÛ2;e ou un encroûtement gypseux,avec 30 B 60 $ d-e gypse;

A s o l s des oasis ,dans l e sque l s l e mise en cu l tu re dé j2 meien- ne a provoque' une e'volution rapide,beaucoup plus pouss6e Eue dens l e s zÔnes avois inantes 06 P a p6dogen:ses e s t Pa l en t i e per l e c l imat semi-a-ride actue1,Cette évolut ion se maniÏeste pap une accumulation de matière organique,la p r é c i p i t a t i o n du gypse au niveau des r ac ines ou au dessus de l a nappe p h ~ e ' a t i - que e t l a formation de g ley ou de pseudogley,

En d e ' f i n i t i v e , l e s échan t i l l ons é tudiés ,qui proviement s o i t d 'hori - zons s u p e r f i c i e l s , s o i t d 'horizons profonds,offrent une g a m e variée a u s s i b ien dans l e s teneurs en gypse ( O B 90 $) que dans ses d i f f é r e n t e s n u a x e s morI3ho- logiques ( gypse m i c r o c r i s t a l l i s 6 d i f f u s , m a c r o c r i s t a l l i s é ~ a m a s ~ n o ~ u l e s , p s e u a ~ ~ mycé3imn) ou ge'nétiyues (a,pg?ort 6o l i en ) encroatements de surface encrofitements e t crofite de nappe ae tue l s , e t c , . , , . , Ces Qchan t i l l ons pre'sentent en out re une gamme c'talée de composition granulome'trique,la teneur en éle'ments f i n s 0-20 bi v a r i a n t de 8 & 83 $*

Les r é s u l t a t s ana ly t iques ( t ab leau I,I) e t Ea f i g u r e 1 parmettent de v o i r immédiatement l a r e l a t i o n é t r o i t e en t r e ,d fune p a r t , l e taux de gypse e t , d l a u t r e p a r t , l a d i f fé rence (a-b)$ e n t r e l a pe r t e de poids ( a ) 2 l f é t u v e B 105" C e t l ' humidi té ( b ) obtenue par des s i ca t ion sous vide en presence d 'acide su l fu r ique 5 19humidité $ e s t exprlmee par rappor t 2 l a t e r r e ini- t i a l e .

Le calcu1,portant sur 49 échan t i l l ons l e s p l u s r e p r é s e n t a t i f s ( gypse de O 5 60 $),montre l t e x i s t e n c e drune régress ion l ine 'a i re remar- quable dont l r équa t ion s fespr ime par :

g = 0,198 x - 0 , l l F = 0,948 P 0,001 T H 2

Humidité $ Figure I ( 1 )

. . . - _ .

I

, IL est intgressant de oomparer (figure 1 bis)' la droite expéri- mentale à celles,théoriques,obtenues par la déshydratation d'un éehantil- lon dont le taux de gypse varierait de O B 100 $ o

:

1:

I C

5

O

,i *'- ,9*-, '

I. .;y<. . /,

-, I I 20 40 60 80' Gypse$ I 100

. = Fransformation en semi-hydrate (Ca 5 0 1 1 2 H20) P y=0,157 x

4

49 ' -.Transformation en sulfate anhydre (Ca SO ) s y = 0,209 X.

ATnsi,la différerme dPhKmidité (a-&) représente un départ dfeau nettement supe'rieur à la déshydratation en semi-hydrate et légèrement inf&rj.?m h l a .~rar~sÎorms-~~ICJil ea sulfate anhydre,

En définitive.,.la dessication à lPétuve à 105" C drun &hafitillon gypsehx dans une capsule non couverte conduit à la déshydrat&%ion prat%- qb&mepaB aompl&te

m e n t broyés à oj5 mm s

du gypse en saffate anhydre,

Ce résultat est également obtenu avec des cristaux de gypse fine- .

gypse dosé = 9396 % ,; ( a-%) = 18,4 % avec b = O.

- 5 -

II = APPLICATIBBS

exprime'e en '$ de terre initiale, Pour les mesures de routine,la d r o i t e y = 0,198 x - 0 , l l

peut se simplifier en y = O $ 20 x.

GénQralement,la capacité de rétention ou P e s mesures dr! imidi te ' b différents valeurs du pH sont expri,e'es en '$ de tsrse se'chQe 3 l@éttwe.

En se plagant daas ces conditions (valeurs d * humidité eqgmimées en % de terre séchée å Ije'tuve ou t e r re séchée sous vide) l e c&I.cul. précédent permet d g obtenir la corrélation remarquable ( tablean 1'-2) d

Eau '$ 8-b'

figure I (I)

C R mesurle

- 7 -

T

r = 0,975 P 0,001 I H S e t PPéquatfon de la droite de régression (figure I :

p= 0,245 x - 0 ~ 1 4 , . . .

'Exl;re?s;on que' l*on peut' simplifier . I et' 6'cri'Te i

au6 dewe saleta? égale ata quake dn "eux de gyp%se~

y9= 0925 ,x

%e r6snkkt de la mesure & It6tuve doi$ dons,Btre dimt-

Dem exemples illustrent une telle correction:

oasis tipOuled ZLra (p;l.esqulTle de Xébili)

installées sur des sables dunaires gypseux;la teneur en gyp- se de ces sols oscille entre 40 et 60 ? poear une texture sableuse à limono-sableuseole ta%leau 2 résume les différentes valeurs,mesurées et corrigées de la capacité de rétention(1) (méthode Richards) Oaefs de Gafsa

(P,MARTINI)montre une corrélation meilleure entre,dlune part, la teneur en élément fins (& -+ L ) et,d'autre part,la capa- cité de rétention corrigée,( Tableau 3,figures 3 et 3 bis), On note ,figure 3pla dispersion des points 10,11,2,3 etc,.,, comparativement à la figure 3 bis oh la corrélation a été faite,

Pour 24 échantillons ,le calcul de corre'latiorra d o m é l e s coefficients suivants :

En bordure du Chott Djerid,les oasis sont souvent

Une autre série d'échantillons de lloasis de Gafsa

= 0,726 avec les valeurs mesurées F = 0,9511 avec l es valeurs aomfg6es

11s Q

Dans les sols ggpseux,Pe dosage du gypse est indispen- sable pour obtenir une mesure dohumidité correcte,

En effet,la de'shydratation du gypse intervient en sla- joutant à la valeur de l'humidité recherdhée.Dans les condi- tions habituelles de ces mesures,le gypse naturel plus ou moins finement cristallis6 se transforme en sulfate anhydre: re'sultat en accord avec les travaux de Pa JOLISOIS et Fa LEFEVRE,

Auex mesues effectuées à Ilétuve à 105°C doit etre retranche'e une valeur égale au cinquigme ou quart de gypse %; selon que Ifhumidité est exprhée par rapport à la terre ini- tiale ou séchée à 19étuve,

(? 1 Pour des sols ayant une telle texture ,le pF 2,7 est trop élevé pour la capaeité de rétention,D'autre part,les gra- nulométries sont difficiles malgré l'utilisation dfoxalate d t amrnonimiJ

o

- a - . : . . . , . , . _ _ . -

IV - BIBLIOGBBPHIE

. .

. ,

BUREAU (P,) e t ROEDERER (P; - 1960 - Contr ibut ion - étnde des sols gypseux du sud tunis ien : croQte e t eneroetements gypseux de l a p a r t i e sud du Gol fe de Gabès.(Mult.)SSEPH ( EaS. f j3) ;Tunis ,

COQUE (B,) - 1962 - L a t u n i s i e p ré saha r i eme ,étude géomorpholo- gique .Armand Col in ,Pasis .

JOLIBOIS (P, 1 e t LEFEVRE (P;)-l923

MARTINI (P*) - Etude pQdologique de l 'Oasis de Gafsa, ( B p a r a i t r e )

POUGET (MI,)

Surs l a déshydratat ion du mpse, C,R, AC. S ~ , , I 7 6 , ~ , 1 3 1 7 - 13200

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POUGET (Me) - 1965 - Etude p4dologique des o a s i s de Gabès, ( Y u l t . ) SSEPH,Tunis no 274*

'PRIGHET (JO) - 1963 - Descript ion deune forme dfaccumulation de gyp- se par voie éolieime dana l e sud tun is ien ,~ul l ,Soc .Fr . , V, p. 617 - 621

- 9 -

RESULTATS DE L WUTILISATION D flJKl3 ETUliE

FONCTIOïWAITT SOUS VIDE POUR LES MESURES D~HUMIDIIIE D~EECHKNTILLO1U'S GYPSEUX

Le dosage chimique du gypse é t a n t une analyse assez longue,il nous a paru i n t e r e s s a n t d t u t i - l i s e r une étuve fonction- nant sous vide à un f a i b l e tempgrature (300) pour des mesures d i r e c t e s d'hmidi-te' d*échan t i l l ons gypseux,

Comme précédemment fes échan t i l l ons sont désséchés simultan'ément de deux façons o

- i$ I f é t u v e à 105" - à PYétuve fonctionnant sous vide à 30" (humidi- t é absorbée par du Chlorure de calcium anhydre)& Ce t t e d é s s i c a t i s n contrôlée p a r deux témoins non gypseux,a demandé une quinzaine de jours (1 ).,

L e gypse e s t dose' p a r l a méthode gravimétrique,

Les échant i l lons sont prélevés dans Je sol en place B l ' a i d e d*une t a r r i g r e ,

Oasis de Gabès :: Sol sablo-gypseux 2 gypse micro-cris- t a l l i s é d i f f u s e t en amas.

Oasis de mu-Chema t (Pa rce l l e d f e s s a i ) = so1 sablo- gypseux avec encroctement gypseux de nappe en prof onde U r .

Groffte gypseuse de surface (type ca l - co-magnésimorphe) e

MNTQtou5.a b

( I ) Ceci pour deux r a i sons 8 U Au d6par tdquan t i t é i n s u f f i s a n t e de Chlorure de calcaium

quail a f a l l u augmenter, Pompe en panne pendant p lus ieurs jours.

,

= Béaal%ats

I f convient évidemment de comparer :

- dtune par t , l ' humidi té co r r i f f ée X = h m i d i t é å 105" diminuée d7une quant,,é éga 3 au quart du taux de gypse de lpéchant i l lon ,

d t a u t r e p a r t , l 'humidi té obtenue SOUS vide Y

L a f i g u r e no 4 e% un c a l c u l de c o r r é l a t i o n montre. l f e x s i s t e n c e d'une régress ion l i n é a i r e remarquable dont lfe'qua- t i o n s'exprime par o

Y = 0990 X + 1,89

P = 0,90

P ?,OOT T H S . -

i:-. e C.onelusfons

. .

Ce ré su l t a t , p r~v i s ib l e ,pe rme t dPenvisager une méthode simple (sans dosage Préa lab le du gypse) pour l a mesure de l 'hu- midi té dans le 's échan t i l l ons gypseux,

I1 s u f f i t d'ope'rer sensiblement à l a température ordinamre (309 dans une e'tuve oh l r ~ n p e u t Taire l e vide et en présence de Chlornre de calcium anhydre,

L a déssioatian,demande p lus ieurs jours e t d o i t ê t r e contro"l6e par des témoins non .gypseux-@ Néanmoins d 'au t res s é r i e s de mesures sont nécessa i res pour m e t h e définitivemen-t au point l a méthode

b

o

G o

e / / e *

B

.

o

0

I

P

P _ _ u I I

Tgpe af? s o l

i-

't ( 2 j

0,q.

Echant i 1 Eon I

I

Prof on- -de ìm

o - 2 0 20 - 50

o - 50 o - 40 0 - 5 5 '

35 - 60 60 - 95 95 -1' 3 0 o - 13

15 - 60 6 0 -120

'120 -mo o - 20

20 - 60 60 - 90 go -150 o i 20

20 - 60 60 -140

140 -200 o - 2 0

zo - ao ao -12-0

120 LI40 140- 160

o - 5 0 50 - YO 90 -130

130 -160 . . , . . . , -

Gypse $

49 58 51 36 50

Corred- tioa

=gypse/4

1:0,3 1495

990 1295

12,8

Tablean no 3 Oasis de Gafsa ( P, NAITINI 9

Gypse $ GR mesu- rée PF 2,7.

:R c o r r i - ge'e .PF 297