jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
de l'échantillon. Rappelons que ce système, que l'on écrit (Vmf), a été défini comme étant le volume responsable du retrait maximum (phase C-B) et résiduel (phase B-A) de l'échantillon, ayant son point d'entrée d'air en B, et sa constante de retrait Kr égale à 1 (fig. 1). Le volume complémentaire de Vmf, dans l'échantillon, est appelé volume poreux macroscopique Vma. Ces deux volumes poreux Vmf et Vma, ainsi que leur teneur en eau respective W; et w0, sont fonctions de w (fig. 1), selon les relations décrites dans la Note précédente. III. CARACTÉRISATION DE LA STRUCTURE D'UN ÉCHANTILLON DE SOL. — Elle repose sur la prise en compte des éléments suivants : Kr, rapport d'échelle. — Dans l'équation, la constante de retrait Kr se présente comme la dérivée partielle du volume global de l'échantillon V par rapport au volume de la microporosité Vmf. Ce rapport : dV/dVmf, qui a la propriété observée de rester constant dans tout le domaine de variation de V, définit une relation stable entre deux niveaux d'organisation emboîtés du sol : celui de la microporosité (Vmf), et celui de l'échantillon (V). De ce fait, Kr est un coefficient géométrique qui caractérise la structure de l'échantillon basée sur ces deux niveaux d'organisation. Agrégat fonctionnel, structure fonctionnelle du sol. — La relation dV/dVmf = Kr fait apparaître (Vmf) comme un volume fonctionnel. Celui-ci est partitionné en éléments structuraux dont l'arrangement forme le volume global de l'échantillon. Cela introduit la notion d'agrégats fonctionnels, comme éléments de cette partition de (Vmf). Or cette partition est physiquement délimitée par la répartition de l'eau et de l'air dans l'échantillon au cours de la phase de retrait C-B. En effet, à partir de C, l'eau occupe exclusivement toute la microporosité de l'échantillon, la porosité complémentaire Vma n'étant occupée que par l'air. L'agrégat du sol peut donc être défini comme tout volume continu à deux phases, eau-solide, existant à l'état individualisé au cours de la phase de retrait maximal C-B. La structure fonctionnelle du sol est alors la structure formée par l'arrangement de ces agrégats, et caractérisée par Kr. Porosité inter et intra-agrégat. —
sur ces deux niveaux d'organisation. Agrégat fonctionnel, structure fonctionnelle du sol. — La relation dV/dVmf = Kr fait apparaître (Vmf) comme un volume fonctionnel. Celui-ci est partitionné en éléments structuraux dont l'arrangement forme le volume global de l'échantillon. Cela introduit la notion d'agrégats fonctionnels, comme éléments de cette partition de (Vmf). Or cette partition est physiquement délimitée par la répartition de l'eau et de l'air dans l'échantillon au cours de la phase de retrait C-B. En effet, à partir de C, l'eau occupe exclusivement toute la microporosité de l'échantillon, la porosité complémentaire Vma n'étant occupée que par l'air. L'agrégat du sol peut donc être défini comme tout volume continu à deux phases, eau-solide, existant à l'état individualisé au cours de la phase de retrait maximal C-B. La structure fonctionnelle du sol est alors la structure formée par l'arrangement de ces agrégats, et caractérisée par Kr. Porosité inter et intra-agrégat. — Corrélativement, sont définis le volume poreux intra-agrégat : Vmf, et le volume poreux inter-agrégat : Vmo. Ces deux volumes poreux sont parfaitement connus et calculés en chaque point du retrait (fig. 1); ils répondent également aux dénominations de volume poreux textural Vmf, et structural Vmo, sans contradiction avec les définitions actuelles. Paramètres structuraux. — Les paramètres de l'équation sont au nombre de huit [1], à choisir parmi les coordonnées des points particuliers limitant les phases de retrait, et les constantes de retrait. Les huit données suivantes : wA, wB, wc, wE, VA, wF, Kr, K0, constituent par exemple, une série de paramètres indépendants, dont les quatre premiers sont des propriétés intrinsèques de (Vrai), liées aux propriétés de réarrangement à l'état saturé de ses particules constitutives. Quant aux quatre autres paramètres, ils se rapportent au propriété d'arrangement des agrégats au niveau de l'échantillon. Ces paramètres constituent donc les véritables paramètres structuraux du sol, caractérisant le comportement de la structure fonctionnelle du sol, en laboratoire comme in situ, telle qu'elle a été définie plus haut. IV. CARACTÉRISATION DES PROPRIÉTÉS STRUCTURALES. — Les cinq teneurs en eau wA, wB, wc, wE, wF, paramètres structuraux du sol, ont une signification physique évidente. On connaît
actuelles. Paramètres structuraux. — Les paramètres de l'équation sont au nombre de huit [1], à choisir parmi les coordonnées des points particuliers limitant les phases de retrait, et les constantes de retrait. Les huit données suivantes : wA, wB, wc, wE, VA, wF, Kr, K0, constituent par exemple, une série de paramètres indépendants, dont les quatre premiers sont des propriétés intrinsèques de (Vrai), liées aux propriétés de réarrangement à l'état saturé de ses particules constitutives. Quant aux quatre autres paramètres, ils se rapportent au propriété d'arrangement des agrégats au niveau de l'échantillon. Ces paramètres constituent donc les véritables paramètres structuraux du sol, caractérisant le comportement de la structure fonctionnelle du sol, en laboratoire comme in situ, telle qu'elle a été définie plus haut. IV. CARACTÉRISATION DES PROPRIÉTÉS STRUCTURALES. — Les cinq teneurs en eau wA, wB, wc, wE, wF, paramètres structuraux du sol, ont une signification physique évidente. On connaît déjà les points A et F comme étant la limite de retrait et la limite de saturation. Les autres points peuvent être mis en correspondance avec un des états physiques particuliers du sol, reconnus traditionnellement en pédologie et agropédologie. Capacité de rétention (point E). — Au point E, l'eau qui subsiste dans la macroporosité : waE, bien que extérieure à (Vmf), lui est entièrement dépendante puisqu'elle est déterminée par l'équation : wnE = (wE - wcf) - 1) obtenue en intégrant entre les points E et C. À partir de E, les agrégats sont donc entourés d'une couche d'eau dont le volume massique woE est une caractéristique intrinsèque de (Vmf). Le point E est donc exactement le point qui sépare un état physique du sol où l'eau est libre dans la macroporosité stable, de l'état du sol où l'eau est associée à la microporosité déformable. Il correspond à la définition que l'on donne traditionnellement à la capacité de rétention : la teneur en eau à partir de laquelle l'eau est retenue par le sol après un drainage rapide à travers la macroporosité. Point de friabilité (point C). — En poursuivant le raisonnement précédent, le point C est le point exact
subsiste dans la macroporosité : waE, bien que extérieure à (Vmf), lui est entièrement dépendante puisqu'elle est déterminée par l'équation : wnE = (wE - wcf) - 1) obtenue en intégrant entre les points E et C. À partir de E, les agrégats sont donc entourés d'une couche d'eau dont le volume massique woE est une caractéristique intrinsèque de (Vmf). Le point E est donc exactement le point qui sépare un état physique du sol où l'eau est libre dans la macroporosité stable, de l'état du sol où l'eau est associée à la microporosité déformable. Il correspond à la définition que l'on donne traditionnellement à la capacité de rétention : la teneur en eau à partir de laquelle l'eau est retenue par le sol après un drainage rapide à travers la macroporosité. Point de friabilité (point C). — En poursuivant le raisonnement précédent, le point C est le point exact où la couche d'eau entourant les agrégats a complètement disparu, Fig. 1. — Courbe de retrait (V) d'un échantillon de sol non remanié (ech. : MSBA-BA). La variation de son volume poreux microscopique Vmi, est représentée par la courbe (Vm+, Vs). Fig. 1. — Shrinkage curve (V) of an undisturbed soil sample (MSBA-BA) and pore volume change of its microporosity System (Vm+, Vs). Fig. 2. — Water content (wt and wa) of the soil sample in its micro- and macro-porosity as a function of the total water content w (MSBA-BA). 1936 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1933-1936, 1988 ceux-ci restant saturés : c'est le point de définition des agrégats, point où se produit réellement leur individualisation. Point de flétrissement (point B). — En B, l'air pénètre dans (Vmi), de manière homogène, c'est-à-dire sans différenciation structurale (en agrégats, fissures), puisque expérimentalement, d'après [2], dVmi/dwt=1. La continuité capillaire n'est plus assurée, et l'eau ne peut plus circuler sous forme liquide au sein de la microporosité pour accéder aux racines. Ce point correspond donc au point limite à partir duquel l'eau n'est plus mécaniquement en contact avec les racines. C'est la définition précise que l'on se propose de
soil sample (MSBA-BA) and pore volume change of its microporosity System (Vm+, Vs). Fig. 2. — Water content (wt and wa) of the soil sample in its micro- and macro-porosity as a function of the total water content w (MSBA-BA). 1936 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1933-1936, 1988 ceux-ci restant saturés : c'est le point de définition des agrégats, point où se produit réellement leur individualisation. Point de flétrissement (point B). — En B, l'air pénètre dans (Vmi), de manière homogène, c'est-à-dire sans différenciation structurale (en agrégats, fissures), puisque expérimentalement, d'après [2], dVmi/dwt=1. La continuité capillaire n'est plus assurée, et l'eau ne peut plus circuler sous forme liquide au sein de la microporosité pour accéder aux racines. Ce point correspond donc au point limite à partir duquel l'eau n'est plus mécaniquement en contact avec les racines. C'est la définition précise que l'on se propose de donner au point de flétrissement du sol, écartant l'idée que le potentiel de l'eau du sol soit le facteur limitant principal de l'extraction de l'eau par les racines; le pF 4.2 étant, d'après les données de la littérature [4], simplement en corrélation avec cette partie B-C de la courbe de retrait. Réserves en eau du sol : RFU et REU. — Dans ce même ordre d'idée, la réserve en eau du sol RE, qui est traditionnellement la quantité d'eau contenue dans le sol entre le point à la capacité de rétention (E) et le point de flétrissement (B), est égale à wB - ws, et correspond entièrement à l'eau fournie à l'extérieur par rétraction de la microporosité, du point E au point B. Cette réserve en eau est composée d'une eau facilement accessible, qui est la quantité d'eau contenue dans la macroporosité de E à C : waE, et donc directement accessible aux racines, et d'une eau interne à (Vmi), qui n'est disponible que par rétraction à l'état saturée de celle-ci. Dans ce dernier cas, la vitesse d'extraction est obligatoirement régulée par les propriétés de compressibilité de (Vmi). Ces deux quantités d'eau répondent tout à fait aux définitions traditionnelles de
retrait. Réserves en eau du sol : RFU et REU. — Dans ce même ordre d'idée, la réserve en eau du sol RE, qui est traditionnellement la quantité d'eau contenue dans le sol entre le point à la capacité de rétention (E) et le point de flétrissement (B), est égale à wB - ws, et correspond entièrement à l'eau fournie à l'extérieur par rétraction de la microporosité, du point E au point B. Cette réserve en eau est composée d'une eau facilement accessible, qui est la quantité d'eau contenue dans la macroporosité de E à C : waE, et donc directement accessible aux racines, et d'une eau interne à (Vmi), qui n'est disponible que par rétraction à l'état saturée de celle-ci. Dans ce dernier cas, la vitesse d'extraction est obligatoirement régulée par les propriétés de compressibilité de (Vmi). Ces deux quantités d'eau répondent tout à fait aux définitions traditionnelles de réserve en eau facilement utilisable, la RFU, et de réserve en eau utile, REU. Calculées au point E, elles ont pour valeur : V. CONCLUSION. — Nous avons vu que l'analyse des courbes de retrait de carottes de sol à structure non remaniée, ouvre l'accès à la définition et la caractérisation cohérente et complète en laboratoire de deux niveaux d'organisation fonctionnels du sol : l'agrégat comme unité structurale, et son assemblage formant la structure fonctionnelle du sol. Cette structure est caractérisée quantitativement par une constante d'échelle Kr, une microporosité texturale intra-agrégat, et une macroporosité structurale inter-agrégat. Enfin pour garantir la corrélation entre les données observées en laboratoire et les mesures in situ, les cinq points particuliers de la courbe de retrait, qui sont les paramètres structuraux déterminant tout le comportement structural de l'échantillon, sont pris comme points de référence pour la définition et la détermination quantitative des propriétés structurales du sol (réserves en eau, états du sol, aération). Note remise le 6 octobre 1988, acceptée le 13 octobre 1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] E. BRAUDEAU, C.R. Acad. Sci. Paris, 307, série II, 1988, p. 1731-1734. [2] E. BRAUDEAU, Science du Sol, 25/2, 1987, p. 85-93. [3] J. C. FIES, Thèse, Université
caractérisation cohérente et complète en laboratoire de deux niveaux d'organisation fonctionnels du sol : l'agrégat comme unité structurale, et son assemblage formant la structure fonctionnelle du sol. Cette structure est caractérisée quantitativement par une constante d'échelle Kr, une microporosité texturale intra-agrégat, et une macroporosité structurale inter-agrégat. Enfin pour garantir la corrélation entre les données observées en laboratoire et les mesures in situ, les cinq points particuliers de la courbe de retrait, qui sont les paramètres structuraux déterminant tout le comportement structural de l'échantillon, sont pris comme points de référence pour la définition et la détermination quantitative des propriétés structurales du sol (réserves en eau, états du sol, aération). Note remise le 6 octobre 1988, acceptée le 13 octobre 1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] E. BRAUDEAU, C.R. Acad. Sci. Paris, 307, série II, 1988, p. 1731-1734. [2] E. BRAUDEAU, Science du Sol, 25/2, 1987, p. 85-93. [3] J. C. FIES, Thèse, Université de Strasbourg, 1978. [4] M. J. REEVE et D. G. M. HALL, J. Soil Sci., 29, 1978, p. 315-323. O.R.S.T.O.M., Laboratoire hydrophysique. 70-74, route d'Aulnay, 93450 Bondy. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1937-1941, 1988 1937 Pédologie/Pedology Contribution à l'étude des propriétés de rétention en eau des sols argileux : importance de la prise en compte de l'organisation de la phase argileuse Ary BRUAND, Daniel TESSIER et Denis BAIZE Résumé — Les propriétés de rétention en eau des argiles des sols sont discutées à partir d'échantillons non perturbés de sols argileux. Les résultats montrent que, si la quantité et la nature minéralogique de l'argile expliquent en partie les valeurs mesurées, il est nécessaire de tenir compte aussi de l'organisation des particules d'argile telle qu'elle se présente au sein d'échantillons « naturels ». Le volume massique de fragments non perturbés, pris à leur capacité au champ, se présente comme le paramètre le plus adapté à cette caractérisation. Clayey soils water rétention properties: significance of the clay fabric Abstract — Water rétention properties of clays in soils were discussed using undisturbed samples from clayey soils. Results showed that, if the amount and mineralogical characteristics partly explain the differences
des sols argileux : importance de la prise en compte de l'organisation de la phase argileuse Ary BRUAND, Daniel TESSIER et Denis BAIZE Résumé — Les propriétés de rétention en eau des argiles des sols sont discutées à partir d'échantillons non perturbés de sols argileux. Les résultats montrent que, si la quantité et la nature minéralogique de l'argile expliquent en partie les valeurs mesurées, il est nécessaire de tenir compte aussi de l'organisation des particules d'argile telle qu'elle se présente au sein d'échantillons « naturels ». Le volume massique de fragments non perturbés, pris à leur capacité au champ, se présente comme le paramètre le plus adapté à cette caractérisation. Clayey soils water rétention properties: significance of the clay fabric Abstract — Water rétention properties of clays in soils were discussed using undisturbed samples from clayey soils. Results showed that, if the amount and mineralogical characteristics partly explain the differences which were pointed out, we must also take the clay particles fabric of undisturbed samples into account. The bulk volume of samples, at water content near field capacity, is the most convenient parameter to characterize water rétention properties of the soil. Abridged English Version — Laboratory experimental studies on the behaviour of clays pointed out that their water rétention properties were explained by taking both clay mineralogy and fabric into account ([1], [2]). In this Note, our aim is to show how this result, obtained from the study of pure clay samples, is useful in understanding water rétention properties on clayey soils. MATERIAL AND METHODS. — The experiments were performed with 13 samples collected during winter at near field capacity (Table). Centimetric clods were obtained by breaking by hand these undisturbed and undried samples [3]. Field bulk volume (Vr) was measured on the centimetric clods [4]. Their water content at 1.6 MPa matric potential (G 16) was determined using pressure membrane equipment ([1], [5]). Fifteen replications were made in both cases. RESULTS AND DISCUSSION. — At a 1.6 MPa matric potential, the water is located in pores which result from the clay fabric. Indeed, for this matric potential value, the
behaviour of clays pointed out that their water rétention properties were explained by taking both clay mineralogy and fabric into account ([1], [2]). In this Note, our aim is to show how this result, obtained from the study of pure clay samples, is useful in understanding water rétention properties on clayey soils. MATERIAL AND METHODS. — The experiments were performed with 13 samples collected during winter at near field capacity (Table). Centimetric clods were obtained by breaking by hand these undisturbed and undried samples [3]. Field bulk volume (Vr) was measured on the centimetric clods [4]. Their water content at 1.6 MPa matric potential (G 16) was determined using pressure membrane equipment ([1], [5]). Fifteen replications were made in both cases. RESULTS AND DISCUSSION. — At a 1.6 MPa matric potential, the water is located in pores which result from the clay fabric. Indeed, for this matric potential value, the calculation gives an equivalent pore diameter which is equal to 0.1 um. As water is retained by the clay phase inside the samples, the differences in water content at 1.6 MPa (G16) may be firstly attributed to differences in clay content (particles < 2 um). Figure a shows that G16 increases roughly with the sample clay content. 74% of G16 variance is explained by the linear regression of G16 on the clay content. If, instead of this total content, the non-calcareous clay fraction is used, only 69% of variance is explained by this relationship. It is well established that clays can retain different amounts of water for a matric potential value according to their mineralogical characteristics. A simpler way to use this result is to study the G16 variations in relation to the cation exchange capacity of the samples. At present, the relationship between G16 and the cation exchange capacity is better than previously with the clay content since this relationship explains 83% of G16 variance (Fig. b). Laboratory studies have also pointed out that, in addition to the mineralogical characteristics, the clay fabric must also be taken into account in order to understand the water retention properties of clays
increases roughly with the sample clay content. 74% of G16 variance is explained by the linear regression of G16 on the clay content. If, instead of this total content, the non-calcareous clay fraction is used, only 69% of variance is explained by this relationship. It is well established that clays can retain different amounts of water for a matric potential value according to their mineralogical characteristics. A simpler way to use this result is to study the G16 variations in relation to the cation exchange capacity of the samples. At present, the relationship between G16 and the cation exchange capacity is better than previously with the clay content since this relationship explains 83% of G16 variance (Fig. b). Laboratory studies have also pointed out that, in addition to the mineralogical characteristics, the clay fabric must also be taken into account in order to understand the water retention properties of clays ([1], [2]). The sample feature which was selected in order to express the variations of clay content, clay mineralogy and clay fabric, was the pore volume developed by the clay phase inside the samples (Vfr). As Vfr can not be directly measured, its variations are characterized by using the Vfr variations since: Vfr = Vrg + Vfg + Vfg with Vfg+sq equal to the volume of the solid phase and by considering pore volume due to biological activity or cracks to be insignificant with regard to the pore volume due to the clay fabric. The calculation pointed out that G16 is positively correlated with Vfr and that 90% of G16 variance is explained by the variations in Vfr (Fig. c). The unexplained variance is partly due to inaccuracies in the measuring techniques, partly to differences in the mineral and organic composition, and partly to differences in the biological pores and cracks with a volume which is not always insignificant. CONCLUSION. — These results demonstrate the need to take both clay mineralogical content and fabric characteristics into account, in addition to clay content, in order to obtain a better estimation of soil water retention properties. This is possible using the field
variations since: Vfr = Vrg + Vfg + Vfg with Vfg+sq equal to the volume of the solid phase and by considering pore volume due to biological activity or cracks to be insignificant with regard to the pore volume due to the clay fabric. The calculation pointed out that G16 is positively correlated with Vfr and that 90% of G16 variance is explained by the variations in Vfr (Fig. c). The unexplained variance is partly due to inaccuracies in the measuring techniques, partly to differences in the mineral and organic composition, and partly to differences in the biological pores and cracks with a volume which is not always insignificant. CONCLUSION. — These results demonstrate the need to take both clay mineralogical content and fabric characteristics into account, in addition to clay content, in order to obtain a better estimation of soil water retention properties. This is possible using the field bulk volume, at near the field capacity, of undisturbed soil samples of which the variations are the same as those of the pore volume developed by clay fabric inside the soil materials studied. I. INTRODUCTION. — Studies on clay model materials have shown that the determination of the properties of water retention in clays cannot be explained by the sole consideration of their properties at the scale of the folio or even the crystal, but it is necessary to take into account the arrangement of clay particles between them ([1], [2]). The objective of this Note is to show that this result is applicable to soils as well, although the quantity, nature, and mode of organization of the clay particles therein are very different depending on the case. II. PRESENTATION OF THE STUDY. — Thirteen horizons of clayey soils, located for the most part in the Paris Basin, have served as support for this study. The sampling has been realized in order to cover a wide range of clay contents and mineralogies; the global data concerning the various samples are presented in the table. It has consisted in taking undisturbed volumes of dimensions decimetric, in winter, from layers of medium