# DISPOSITIF PERMETTANT DE REALISER DES TRANCHES FINES DE SOL
A PARTIR D'ÉPROUVETTES DE SOL RESTRUCTURE

Francis Millon<fnref n="1" />

Cette note a pour objectif de décrire l'utilisation et le montage d'un dispositif permettant de réaliser de fines tranches de sol à partir d'éprouvettes de sol restructuré. Ces éprouvettes sont notamment utilisées pour étudier la décomposition des résidus et suivre un certain nombre de paramètres analytiques dans le sol à différentes distances des sites de décomposition.

**MOTS CLES :** éprouvette de sol, trancheuse, tranche fine de sol, incubation, résidus.

## INTRODUCTION

Certaines études réalisées au laboratoire nécessitent la préparation d'échantillons de sol restructuré à partir d'agrégats homogènes et où les conditions physiques (densité...) sont imposées (Fazzolari et al., 1998a). Ces éprouvettes de sol permettent ainsi de contrôler la porosité libre à l'air et les conditions d'aération qui vont orienter les transformations de l'azote (Fazzolari et al., 1998b). Plus récemment, cette approche expérimentale a été utilisée pour étudier l'hétérogénéité de la décomposition des résidus dans le sol (Gaillard et al., 1999, Gaillard, 2001). Pour ces études, il est parfois intéressant, lors des prélèvements ou de la destruction des éprouvettes, d'isoler certaines zones de sol (par exemple au contact ou à des distances plus ou moins grandes des résidus) pour lesquelles sont déterminés certains paramètres analytiques (teneur en azote minéral, carbone soluble...). L'objet de cette note est de proposer et de décrire la fabrication d'un outil qui permet de réaliser des tranches fines à partir d'éprouvettes de sol remanié et restructuré.

## Description du dispositif

Les éprouvettes de sol sont préparées avec le dispositif proposé par Fazzolari et al. (1998a) (fig. 1). Les éprouvettes de sol obtenues ont un diamètre de 70 mm et une hauteur maximale de 70 mm (fig. 2). Ces éprouvettes de sol sont ensuite incubées en conditions contrôlées (température, humidité du sol...) avec les modalités expérimentales déterminées par l'expérimentateur. A différentes dates de prélèvement ou en fin d'expérimentation, les éprouvettes sont détruites et échantillonnées avec un dispositif qui permet de réaliser des tranches fines de sol, minimum 1 mm d'épaisseur (exemple : fig. 3). Celui-ci se compose d'un support, de 2 cylindres et de 2 pistons et est muni d'une lame trancheuse (fig. 4, 5 et 6). Un des cylindres du dispositif reçoit l'éprouvette. L'épaisseur de la tranche de sol est déterminée par la position du piston gradué du cylindre qui reçoit le sous-échantillon. La lame est ensuite descendue pour sectionner l'éprouvette, puis la lame est remontée. En position relevée un carter-lame protége l'utilisateur de toute blessure (fig. 5). La tranche de sol est ensuite récupérée dans le cylindre opposé à celui qui contient l'éprouvette de sol. Les pistons sont sortis à l'extrême de chaque cylindre. Les cylindres sont ensuite extraits du socle pour récupérer la tranche de sol et le reste de l'éprouvette (fig. 3 et 5).

<footnote n="1">¹ Unité d'Agronomie de Laon-Reims-Mons - 2 esplanade Roland Garros - 51686 Reims cedex 2
courriel : millon@reims.inra.fr</footnote>
## MODE OPERATOIRE POUR REALISER DES TRANCHES FINES DE SOL

Le mode opératoire qui est décrit ici consiste à emboîter le cylindre droit sur l'éprouvette de sol, la tranche de sol étant récupérée dans le cylindre de gauche. Toutefois, il est également possible d'emboîter le cylindre gauche sur l'éprouvette, la tranche de sol échantillonnée sera alors récupérée dans le cylindre droit. Les opérations sont les suivantes :

- relever la lame de la trancheuse ;

- desserrer les guides-piston, ce qui permet de sortir les pistons gradués des cylindres ; à ce stade, les cylindres de la trancheuse sont déposables (guidés par trois tétons de positionnement) ;

- placer l'éprouvette de sol sur une surface plane (petite plaque de P.V.C. par exemple) ;

- emboîter verticalement le cylindre droit (plan 1/16, 5/16) par le côté chanfreiné sur l'éprouvette de sol, puis basculer à l'horizontal l'ensemble. A ce stade l'éprouvette est solidaire du cylindre ; ce qui permet de repositionner le cylindre sur le socle de la trancheuse ;

- positionner le piston gauche à l'épaisseur de la tranche de sol que l'on souhaite conserver dans le cylindre gauche, serrer son guide ;

- pousser à l'aide du piston droit l'éprouvette jusqu'en butée sur le piston gauche, et serrer son guide ;

- descendre la lame de la trancheuse puis la relever ;

- desserrer le guide-piston gauche, sortir le piston, extraire le cylindre gauche. Il contient la tranche de sol que l'on peut conserver intacte si l'on prend soin d'obturer l'extrémité du cylindre (par une petite plaque de P.V.C. par exemple) avant de remettre l'ensemble à la verticale (fig. 3) ;

- répéter cette opération sur l'éprouvette autant de fois que l'on veut de tranches de sol.

## MONTAGE DU DISPOSITIF APRES FABRICATION DE CHAQUE PIECE

Avant montage, toutes les pièces métalliques "sauf acier inoxydable et aluminium" auront été préalablement recouvertes d'une laque antirouille (2 couches). Pour le positionnement exact de chaque pièce on s'aidera des plans d'ensemble (1/16, 2/16 et 3/16) :

- coller à la colle cyanoacrylate les 6 tenons de centrage (plan 16/16) dans les trous prévus à cet effet sur les cylindres droit et gauche (plan 4/16 et 5/16) ;

- insérer un anneau élastique Ø 12 x 1 puis une rondelle plate Ø 12 x 24 épaisseur 2mm (plan 16/16) dans la mâchoire d'un guide-piston (plan 6/16), visser ensuite, en traversant la rondelle et l'anneau élastique, une tige filetée M6 x 47 (plan 16/16) dans le taraudage M6 x 22 du guide-piston, bloquer à fond de filet. Répéter cette opération pour le deuxième guide-piston ;

- visser en insérant une rondelle Ø 12 x 24 épaisseur 2 mm (plan 16/16) une vis de serrage-guide (plan 9/16) sur une tige filetée montée précédemment, mettre en place l'anneau élastique dans la gorge de Ø 11 x 1.1. Répéter cette opération pour la deuxième vis de serrage-guide ;

- monter les deux guides piston sur le socle (plan 11/16) à l'aide des 4 vis CHc M6 x 25 (plan 16/16) ;

- insérer les pistons (plan 7/16) dans les guides-piston, monter les poignées de piston (plan 8/16) sur chaque piston à l'aide des deux vis F/90 M6 x 16 (plan 16/16) ;

- sur le support-lame (plan 12/16 et 13/16) les goupilles élastiques Ø 4 x 16 et Ø 5 x 30 sont en place. Visser en partie la poignée sur le tendeur-lame (plan 14/16), insérer sur le support-
lame le tendeur et la cale de rattrapage de jeu, puis fixer la lame à l'aide des deux tenons Ø 3 x 12 (plan 16/16), tendre enfin la lame ;

- assembler le carter-lame (plan 15/16), les deux équerres de positionnement (plan 16/16) et le support-lame à l'aide de l'axe de rotation support-lame (plan 16/16) sans oublier d'intercaler les 4 rondelles Ø 6 x 12 épaisseur 0.5 mm (plan 16/16), ces rondelles s'intercalent entre les équerres et le carter, puis entre le carter et le support-lame. Serrer l'écrou et le contre-écrou en laissant un jeu en translation de 5/100 ;

- à l'aide des 4 vis F/90 M5 x 30 avec écrous et les 4 rondelles plates Ø 5 x 10 épaisseur 1 mm (plan 16/16) mettre en place sur le socle l'ensemble monté précédemment, ainsi que les deux cylindres, descendre la lame entre les deux cylindres, bloquer enfin les équerres de positionnement sur le socle ;

- une vis C M3 x 25 avec écrou et contre-écrou (non représentée sur les plans) est montée sur le carter-lame, elle reçoit une extrémité du ressort de rappel Ø 6 x 70 (plan 16/16), l'autre extrémité de ce dernier est accrochée au support-lame ;

- l'ensemble monté, la lame descendue, les deux pistons en appui sur la lame, marquer avec précision sur les pistons, à l'intérieur des logements pour les règlets, la position extérieure des guides piston. Deux règlets inox (non représentés sur les plans) réduits à 80 mm de long sont à coller à la colle cyanoacrylate ("0" sur la marque) dans chacun des logements.

## RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Fazzolari E, Guérif J, Nicolardot B, Germon J-C (1998). A method for the preparation of repacked soil cores with homogeneous aggregates for studying microbial nitrogen transformations under highly controlled physical conditions. *European Journal of Soil Biology*, 34, 35-45.

Fazzolari E, Nicolardot B, Germon J-C (1998). Simultaneous effects of increasing levels of glucose and oxygen partial pressures on denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium in repacked soil cores. *European Journal of Soil Biology*, 34, 47-52.

Gaillard V (2001). Hétérogénéité spatiale de la biodégradation de résidus végétaux dans le sol : dynamique du C dans la résidusphère. *Thèse de Doctorat, ENGREF Paris*, 87 p.

Gaillard V, Chenu C, Recous S, Richard G (1999). Carbon, nitrogen and microbial gradients induced by plant residues decomposing in soil. *European Journal of Soil Science*, 50, 567-578.
<figure><img src="image_1.png" /></figure>

**Fig. 1 :** Dispositif utilisé pour préparer les éprouvettes de sol restructuré (Fazzolari et al., 1998a).

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

**Fig. 3 :** Récupération de l'éprouvette de sol et d'une tranche de sol.

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**Fig. 5 :** La lame est remontée, le carter-lame protége de toute blessure. Les pistons sont sortis à l'extrême et les cylindres sont extraits du socle.

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**Fig. 2 :** Exemple d'une éprouvette de sol obtenue avec le dispositif de la fig. 1 avec incorporation de résidus de paille en surface du sol.

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

**Fig. 4 :** Trancheuse "vue de face", la lame est descendue et les pistons sont en appui sur la lame.

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**Fig. 6 :** Le carter-lame libère la lame en venant en appui sur les cylindres.
<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Matière :

Echelle : 1 : 2.5

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces :

Dessiné par : MILLON F

Le : 15/01/2004

TRANCHEUSE
"ENSEMBLE (vue de face)"

1/16
<figure><img src="image_9.png" /></figure>
<figure><img src="image_10.png" /></figure>
<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Matière : P.V.C.

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 1

Dessiné par : MILLON F

Le : 17/12/2004

TRANCHEUSE
"CYLINDRE (gauche)"

4/16
<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Matière : P.V.C.

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 1

Dessiné par : MILLON F

Le : 17/12/2003

TRANCHEUSE
"CYLINDRE (droit)"

5/16
<figure><img src="image_15.png" /></figure>

Matière : P.V.C.

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 2

Dessiné par : MILLON F

Le : 17/12/2003

TRANCHEUSE
"GUIDE-PISTON"

6/16
<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Matière : P.V.C.

I.N.R.A. Agro Reims

Dessiné par : MILLON F

Echelle : 1 : 1.25

Nombre de pièces : 2

Le : 18/12/2003

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Format : A4

TRANCHEUSE
"PISTON"

7/16
<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Matière : P.V.C.

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 2

Dessiné par : MILLON F

Le : 19/12/2003

TRANCHEUSE
"POIGNEE DE PISTON"

8/16
<figure><img src="image_21.png" /></figure>

Matière : Aluminium

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_22.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 2

Dessiné par : MILLON F

Le : 05/01/2004

TRANCHEUSE
"VIS DE SERRAGE-GUIDE"

9/16
<figure><img src="image_23.png" /></figure>

Tôle inox épaisseur 0.5 mm

Matière : Inox

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 1

Dessiné par : MILLON F

Le : 06/01/2004

TRANCHEUSE
"LAME"

10/16
<figure><img src="image_25.png" /></figure>
<figure><img src="image_26.png" /></figure>
<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Matière : Acier

I.N.R.A. Agro Reims

Dessiné par : MILLON F

Echelle : 1 : 1.25

Nombre de pièces : 1

Le : 08/01/2004

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

Format : A4

TRANCHEUSE
"SUPPORT-LAME (vue de dessus)"

13/16
<figure><img src="image_29.png" /></figure>

Matière : Bois & acier

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 1

Dessiné par : MILLON F

Le : 07/01/2004

TRANCHEUSE
"POIGNEE & TENDEUR-LAME"

14/16
<figure><img src="image_31.png" /></figure>

Matière : Acier

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_32.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces : 1

Dessiné par : MILLON F

Le : 12/01/2004

TRANCHEUSE
"CARTER-LAME"

15/16
Cale de rattrapage de jeu "lame"

1 pièce

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

Liaison poignée piston
vis F/90 M6 x 16

2 pièces

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

Axe de rotation support-lame
Vis H M6 x 40 avec écrou et contre-écrou

1 pièce

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

Calage entre carter, support-lame, équerres
Rondelle plate Ø 6 x 12 ép. : 0.5

4 pièces

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

Tige filetée pour le serrage des guides

2 pièces

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Tenons de centrage cylindres

6 pièces

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

Fixation équerre socle
vis F/90 M5 x 30 avec écrou

4 pièces

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

Liaison guide-piston, socle
Vis CHc M6 x 25

4 pièces

<figure><img src="image_40.png" /></figure>

Fixation équerre socle

Rondelle plate Ø 5 x 10 ép. : 1

4 pièces

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

Anneau élastique pour vis
de serrage-guide Ø 12 x 1

2 pièces

<figure><img src="image_42.png" /></figure>

Fixation lame sur support

Ø 3 x 12

2 pièces

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

Ressort de rappel carter-lame

Ø 6 x 70

1 pièce

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

Montage vis de serrage-guide
Rondelle plate Ø 12 x 24 ép. : 2

4 pièces

<figure><img src="image_45.png" /></figure>

Equerre de positionnement
du support-lame

2 pièces

<figure><img src="image_46.png" /></figure>

Pièces non
représentées :

-2 réglets inox
réduits à 80mm

-1 vis C M3 x 25
avec écrou et
contre-écrou

Matière : Acier

Echelle : 1 : 1.25

<figure><img src="image_47.png" /></figure>

Format : A4

I.N.R.A. Agro Reims

Nombre de pièces :

Dessiné par : MILLON F

Le : 12/01/2004

TRANCHEUSE
"PETITES PIECES"

16/16