jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
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 depth (40-80 cm) and under conditions close to the field capacity. The samples have then been stored in such a way as to preserve the state of hydration in which they were found in situ during sampling. Before each series of determinations, the samples have been fragmented by hand into blocks of a few cubic centimeters in volume for which the natural organization has been preserved [3]. The volume mass of these blocks (Vf, cm3/g) has been determined from a lot of 15 blocks [4]. The results have been reported to the mass of the dried sample at 105°C in an oven for 12 hours. The quantity of water retained by the blocks subjected to a pneumatic pressure of 1.6 MPa (G16), i.e. at pF = 4.2, has been determined by means of a device whose principle of operation is that of the membrane press of Richards ([1], [5]). A clayey paste of kaolinite, previously resuited at 10 kPa, has been disposed on the membrane in order to establish a continuous satisfaction between that and the blocks. The pressure has been applied for 6 days and in using as before a lot of 15 blocks, in order to obtain mean
blocks of a few cubic centimeters in volume for which the natural organization has been preserved [3]. The volume mass of these blocks (Vf, cm3/g) has been determined from a lot of 15 blocks [4]. The results have been reported to the mass of the dried sample at 105°C in an oven for 12 hours. The quantity of water retained by the blocks subjected to a pneumatic pressure of 1.6 MPa (G16), i.e. at pF = 4.2, has been determined by means of a device whose principle of operation is that of the membrane press of Richards ([1], [5]). A clayey paste of kaolinite, previously resuited at 10 kPa, has been disposed on the membrane in order to establish a continuous satisfaction between that and the blocks. The pressure has been applied for 6 days and in using as before a lot of 15 blocks, in order to obtain mean values representative of the taken volumes. III. RESULTS AND DISCUSSION. — (1) Our objective being to discuss the role of clay in the properties of water retention, we have compared the various samples by studying their ability to retain water when it is found within pores which result from the arrangement of the clayey phase itself. We must note however that this comparison has meaning only if it is performed for the same state of hydration. These two conditions are fulfilled when the samples under study are subjected to a pneumatic pressure of 1.6 MPa. In fact, for this value of pressure, the matric potential of water is the same for all the samples and the law of Jurin permits the calculation of the maximum size of pores within which water is retained. The value of the pore radius equivalent to this calculated is 0.1 um. Il s'agit donc bien de pores suffisamment petits pour que l'on puisse affirmer qu'ils résultent de l'arrangement des particules d'argile. L'eau étant retenue par la phase argileuse de l'échantillon, les variations de teneur en eau enregistrées entre les différents échantillons ont tout d'abord été attribuées à des différences dans leurs teneurs en argile (fraction
arrangement of the clayey phase itself. We must note however that this comparison has meaning only if it is performed for the same state of hydration. These two conditions are fulfilled when the samples under study are subjected to a pneumatic pressure of 1.6 MPa. In fact, for this value of pressure, the matric potential of water is the same for all the samples and the law of Jurin permits the calculation of the maximum size of pores within which water is retained. The value of the pore radius equivalent to this calculated is 0.1 um. Il s'agit donc bien de pores suffisamment petits pour que l'on puisse affirmer qu'ils résultent de l'arrangement des particules d'argile. L'eau étant retenue par la phase argileuse de l'échantillon, les variations de teneur en eau enregistrées entre les différents échantillons ont tout d'abord été attribuées à des différences dans leurs teneurs en argile (fraction inférieure à 2 µm). La figure a montre en effet que G₁'₆ croît grosso-modo linéairement avec la quantité d'argile. Le calcul du coefficient de corrélation indique que 74 % de la variance de G₁'₆ sont expliqués par la régression linéaire de G₁'₆ en fonction de la teneur en argile. La prise en compte de la seule fraction argile non calcaire ne permet pas d'améliorer la corrélation puisque l'on passe de 74 à 69 % de variance expliquée. Il découle de ceci que, les argiles ne retenant pas l'eau de la même façon, il devient de ce fait nécessaire de tenir compte à la fois de la quantité et de la nature de l'argile. La façon la plus simple de le faire consiste à étudier les variations de G₁'₆ en fonction de la capacité d'échange cationique des échantillons globaux (fig. b). La relation devient plus étroite qu'elle ne l'était avec la seule teneur en argile, puisqu'elle explique 83 % de la variance de G₁'₆. Mais ce pourcentage de variance expliquée est encore insuffisant, ce qui signifie que d'autres facteurs sont susceptibles d'intervenir sur les propriétés de rétention en eau des constituants argileux des sols. Les résultats obtenus à partir de l'étude
prise en compte de la seule fraction argile non calcaire ne permet pas d'améliorer la corrélation puisque l'on passe de 74 à 69 % de variance expliquée. Il découle de ceci que, les argiles ne retenant pas l'eau de la même façon, il devient de ce fait nécessaire de tenir compte à la fois de la quantité et de la nature de l'argile. La façon la plus simple de le faire consiste à étudier les variations de G₁'₆ en fonction de la capacité d'échange cationique des échantillons globaux (fig. b). La relation devient plus étroite qu'elle ne l'était avec la seule teneur en argile, puisqu'elle explique 83 % de la variance de G₁'₆. Mais ce pourcentage de variance expliquée est encore insuffisant, ce qui signifie que d'autres facteurs sont susceptibles d'intervenir sur les propriétés de rétention en eau des constituants argileux des sols. Les résultats obtenus à partir de l'étude d'argiles de gisement ont montré en particulier que l'espace poral dans lequel se localise l'eau dépend effectivement de la nature de l'argile, mais aussi de son histoire hydrique qui déterminent son mode d'arrangement ([1], [2]). Il en résulte que pour améliorer la prédiction de G₁'₆, il faut donc rechercher une caractéristique des échantillons qui soit liée, non seulement à la quantité d'argile et à sa nature, mais aussi à la façon dont la phase argileuse est organisée naturellement. La grandeur que nous avons retenue comme étant la plus adaptée pour atteindre cet objectif est le volume poral développé par la phase argileuse (Vj)ₙ pour chaque échantillon, in situ et en conditions proches de la capacité au champ. Certes l'estimation de ce volume poral n'est pas accessible directement, mais elle peut être réalisée aisément à partir des valeurs de Vf. En effet, pour les échantillons étudiés ici, il est possible de négliger le volume de pores biologiques et de fissures devant celui dû à la phase argileuse, en sorte que l'on peut écrire la relation suivante : avec Vf = Vf + sq égal au volume de la phase solide (argile et squelette). Ainsi, les seuls pores des divers échantillons sont
caractéristique des échantillons qui soit liée, non seulement à la quantité d'argile et à sa nature, mais aussi à la façon dont la phase argileuse est organisée naturellement. La grandeur que nous avons retenue comme étant la plus adaptée pour atteindre cet objectif est le volume poral développé par la phase argileuse (Vj)ₙ pour chaque échantillon, in situ et en conditions proches de la capacité au champ. Certes l'estimation de ce volume poral n'est pas accessible directement, mais elle peut être réalisée aisément à partir des valeurs de Vf. En effet, pour les échantillons étudiés ici, il est possible de négliger le volume de pores biologiques et de fissures devant celui dû à la phase argileuse, en sorte que l'on peut écrire la relation suivante : avec Vf = Vf + sq égal au volume de la phase solide (argile et squelette). Ainsi, les seuls pores des divers échantillons sont ceux de la phase argileuse et Vf varie de la même façon que Vj. La figure c montre alors que la prise en compte des variations de V*rg, à l'aide de celles de Vf, améliore effectivement la prédiction de G₁'₆, puisqu'elle explique 90 % de sa variance. de sa variance. La part de variance non expliquée est vraisemblablement due en partie à l'erreur faite sur V*rg, qui, outre les sources d'erreur liées aux mesures proprement dites, repose sur des différences de volume massique de la phase solide entre les échantillons, et tient aussi au fait que les pores biologiques et fissuraux représentent en réalité, pour quelques-uns des échantillons, un volume faible mais non négligeable. Quantité d'eau retenue à 1,6 MPa en fonction de la teneur en argile des échantillons (a), de leur capacité d'échange (b) et de leur volume massique lors du prélèvement (c). Water content at 1.6 MPa versus the sample clay content (a), their cation exchange capacity (b) and their field bulk volume (c). TABLEAU Caractéristiques des échantillons. Characteristics of the samples. Échantillons 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Teneur en calcaire total (g/100 g) 0,0 0,0 0,5 0,0 0,9 9,5
La part de variance non expliquée est vraisemblablement due en partie à l'erreur faite sur V*rg, qui, outre les sources d'erreur liées aux mesures proprement dites, repose sur des différences de volume massique de la phase solide entre les échantillons, et tient aussi au fait que les pores biologiques et fissuraux représentent en réalité, pour quelques-uns des échantillons, un volume faible mais non négligeable. Quantité d'eau retenue à 1,6 MPa en fonction de la teneur en argile des échantillons (a), de leur capacité d'échange (b) et de leur volume massique lors du prélèvement (c). Water content at 1.6 MPa versus the sample clay content (a), their cation exchange capacity (b) and their field bulk volume (c). TABLEAU Caractéristiques des échantillons. Characteristics of the samples. Échantillons 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Teneur en calcaire total (g/100 g) 0,0 0,0 0,5 0,0 0,9 9,5 26,7 0,0 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0 Fraction <2 um en % : sans décalcarification 49,4 92,9 82,6 49,2 53,3 53,1 52,5 54,7 85,3 62,7 71,8 31,2 62,4 après décalcarification 44,9 29,6 Capacité d'échange cationique (méq/100 g) de l'échantillon total. 11,2 29,6 47,4 22,6 22,0 24,6 23,2 21,6 52,3 20,3 34,7 14,6 38,1 IV. CONCLUSION. — Les résultats présentés dans cette Note montrent que dans les sols argileux, il est effectivement possible, en se référant aux caractéristiques des argiles, de prévoir les propriétés de rétention en eau dans le domaine énergétique correspondant à celui où l'eau est localisée dans les pores de la phase argileuse. Mais, la qualité de la prévision gagne en précision lorsque l'on tient compte de l'organisation acquise au cours de l'évolution pédogénétique, c'est-à-dire du mode d'arrangement des cristallites argileux. L'approche proposée consiste à caractériser à la fois la quantité d'argile, sa nature minéralogique et son organisation. C'est ce qui peut être réalisé aisément en se référant au volume poral développé par l'ensemble de la phase argileuse d'échantillons non perturbés, prélevés lorsque le sol est dans un état d'hydratation proche de la capacité au champ et, par là même, en conditions de gonflement maximal. L'analyse effectuée indique
34,7 14,6 38,1 IV. CONCLUSION. — Les résultats présentés dans cette Note montrent que dans les sols argileux, il est effectivement possible, en se référant aux caractéristiques des argiles, de prévoir les propriétés de rétention en eau dans le domaine énergétique correspondant à celui où l'eau est localisée dans les pores de la phase argileuse. Mais, la qualité de la prévision gagne en précision lorsque l'on tient compte de l'organisation acquise au cours de l'évolution pédogénétique, c'est-à-dire du mode d'arrangement des cristallites argileux. L'approche proposée consiste à caractériser à la fois la quantité d'argile, sa nature minéralogique et son organisation. C'est ce qui peut être réalisé aisément en se référant au volume poral développé par l'ensemble de la phase argileuse d'échantillons non perturbés, prélevés lorsque le sol est dans un état d'hydratation proche de la capacité au champ et, par là même, en conditions de gonflement maximal. L'analyse effectuée indique en définitive que la détermination de cette caractéristique dans les sols argileux peut être faite à partir de la mesure du volume massique d'échantillons prélevés in situ et alors que le sol est à son maximum de gonflement. Note remise le 10 octobre 1988, acceptée le 20 octobre 1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] D. TESSIER, Étude expérimentale de l'organisation des matériaux argileux. Hydratation, gonflement et structuration au cours de la dessication et de la réhumectation, Thèse ES, Paris-VII, 1984, 361 p. [2] G. PEDRO et D. TESSIER, 5th Meeting of the European Clay Group, Prague, 1983, p. 417-428. [3] A. BRUAND et R. PROST, J. Soil Sci., 38, 1987, p. 461-472. [4] G. MONNIER, P. STENGEL et J. C. FIES, Ann. agron., 24, (5), 1973, p. 533-545. [5] L. A. RICHARDS, Soil Sci., 51, 1941, p. 377-386. A. B. et D. B. : Service d'Etude des Sols et de la Carte pédologique de France, I.N.R.A., Ardon, 45160 Olivet; D. T. : Station de Science du Sol, I.N.R.A., route de Saint-Cyr, 78000 Versailles. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1943-1948, 1988 1943 Pàléontologie/Paléontogie Corrélation entre l'organisation cristallographique des unités microstructurales formant le test des Mollusques et la masse
BIBLIOGRAPHIQUES [1] D. TESSIER, Étude expérimentale de l'organisation des matériaux argileux. Hydratation, gonflement et structuration au cours de la dessication et de la réhumectation, Thèse ES, Paris-VII, 1984, 361 p. [2] G. PEDRO et D. TESSIER, 5th Meeting of the European Clay Group, Prague, 1983, p. 417-428. [3] A. BRUAND et R. PROST, J. Soil Sci., 38, 1987, p. 461-472. [4] G. MONNIER, P. STENGEL et J. C. FIES, Ann. agron., 24, (5), 1973, p. 533-545. [5] L. A. RICHARDS, Soil Sci., 51, 1941, p. 377-386. A. B. et D. B. : Service d'Etude des Sols et de la Carte pédologique de France, I.N.R.A., Ardon, 45160 Olivet; D. T. : Station de Science du Sol, I.N.R.A., route de Saint-Cyr, 78000 Versailles. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1943-1948, 1988 1943 Pàléontologie/Paléontogie Corrélation entre l'organisation cristallographique des unités microstructurales formant le test des Mollusques et la masse moléculaire moyenne de leur phase organique soluble Jean-Pierre CUIF, Yannicke DAUPHIN et Pascale GAUTRET Résumé — Les unités microstructurales formant le test des Mollusques présentent une cohérence cristallographique plus ou moins développée, depuis les couches dites « homogènes », formées de microcrystalls irrégulièrement orientés, jusqu'à des types à grandes unités cristallines, chez lesquelles l'unité morphologique et l'individualité cristallographique sont strictement correspondantes. L'étude chromatographique de la phase organique soluble contenue dans des types microstructuraux variés montre que le développement de leur cohérence cristallographique est en rapport avec la présence d'une phase organique soluble de masse moléculaire élevée. Corrélation between crystalline organization of molluscan shell layers and the molecular weight of their soluble organic matrix Abstract — In molluscan shells, the shell layers exhibit various crystalline organizations. Some of them (the so-called "homogenous structures") are built by distinct microcrystalline units. At the opposite extreme, other microstructural components appear in polarized light as perfect crystalline units several millimeters in length: the prisms of Pinna nobilis are the référence for this case. Chromatographic study of the organic component of shell layers indicates that the development of the crystalline organization may be correlated with the mean molecular weight of the internal soluble organic matrix. Abridged
cristallines, chez lesquelles l'unité morphologique et l'individualité cristallographique sont strictement correspondantes. L'étude chromatographique de la phase organique soluble contenue dans des types microstructuraux variés montre que le développement de leur cohérence cristallographique est en rapport avec la présence d'une phase organique soluble de masse moléculaire élevée. Corrélation between crystalline organization of molluscan shell layers and the molecular weight of their soluble organic matrix Abstract — In molluscan shells, the shell layers exhibit various crystalline organizations. Some of them (the so-called "homogenous structures") are built by distinct microcrystalline units. At the opposite extreme, other microstructural components appear in polarized light as perfect crystalline units several millimeters in length: the prisms of Pinna nobilis are the référence for this case. Chromatographic study of the organic component of shell layers indicates that the development of the crystalline organization may be correlated with the mean molecular weight of the internal soluble organic matrix. Abridged English Version — Mollusc shells are composed of several layers, each of which has a distinctive microstructure. It is well known that the resulting structure can be used for identification of taxa, and provides evidence for biological affinities. In a given layer, the mineral units are characteristically arranged in a preferred direction, and the organic matrix appears to be intimately involved in the crystal formation process. According to recent studies, crystal units are nucleated and grow in a pre-formed structural framework composed of a complex mixture of macromolecules (proteins and polysaccharides) [1]. The peculiar morphology of mineral units does not depend on their mineralogy, but is determined by the organic matrix. So it may be postulated that the organic matrices of different layers must have different characteristics. MATERIALS AND METHODS. — The layers were extracted from Bivalvia (Pinna, Pinctada, Pecten, Cardium and Dosinia), Gastropoda (Haliotis, Turbo, Patella) and Cephalopoda (Sepia). They were decalcified with acetic acid and filtered. The solution was desalted with Sephadex G 50 (eluted with NaCl 0,1 M), and concentrated using a rotary evaporator. A change of eluant was done with Sephadex G 25 (PD10); then Sephacryl S 200 and Superose 12 were used for gel-filtration. Eluted
preferred direction, and the organic matrix appears to be intimately involved in the crystal formation process. According to recent studies, crystal units are nucleated and grow in a pre-formed structural framework composed of a complex mixture of macromolecules (proteins and polysaccharides) [1]. The peculiar morphology of mineral units does not depend on their mineralogy, but is determined by the organic matrix. So it may be postulated that the organic matrices of different layers must have different characteristics. MATERIALS AND METHODS. — The layers were extracted from Bivalvia (Pinna, Pinctada, Pecten, Cardium and Dosinia), Gastropoda (Haliotis, Turbo, Patella) and Cephalopoda (Sepia). They were decalcified with acetic acid and filtered. The solution was desalted with Sephadex G 50 (eluted with NaCl 0,1 M), and concentrated using a rotary evaporator. A change of eluant was done with Sephadex G 25 (PD10); then Sephacryl S 200 and Superose 12 were used for gel-filtration. Eluted fractions were analyzed by the optical density at 280 nm for the proteins. RESULTS. — The suggested hypothesis arose from two kinds of observations: — the examination of some microstructural layers in three molluscan classes: Bivalvia, Gastropoda and Cephalopoda; — the study of two different layers in a single shell: one layer with large crystalline units showing several growth cycles in a given unit (prismatic layers), the other layer being without well coordinated successive cycles in a given unit (nacreous layers). The salient features are summarized in Figure 1 and 2. Figure 1 shows the comparison of the prismatic structures in various taxa. Pinna and Pinctada have the highest molecular weights. The amino-acid composition of the organic phase of Pinna was already known [6]. The aragonitic pillars of Sepia (which are homologous of prismatic layer of Nautilus [4]) show high molecular weights, as the lamellar layer of Pecten. Microstructural studies had shown that the crossed lamellar layers were heterogeneous. The diversity of the crossed lamellar layers is illustrated by the diversity of their soluble organic matrices: high molecular weights are présent in Patella, but seem to be absent in Cardium and Dosinia. The microstructural study (polarized light) of Dosinia and
one layer with large crystalline units showing several growth cycles in a given unit (prismatic layers), the other layer being without well coordinated successive cycles in a given unit (nacreous layers). The salient features are summarized in Figure 1 and 2. Figure 1 shows the comparison of the prismatic structures in various taxa. Pinna and Pinctada have the highest molecular weights. The amino-acid composition of the organic phase of Pinna was already known [6]. The aragonitic pillars of Sepia (which are homologous of prismatic layer of Nautilus [4]) show high molecular weights, as the lamellar layer of Pecten. Microstructural studies had shown that the crossed lamellar layers were heterogeneous. The diversity of the crossed lamellar layers is illustrated by the diversity of their soluble organic matrices: high molecular weights are présent in Patella, but seem to be absent in Cardium and Dosinia. The microstructural study (polarized light) of Dosinia and Cardium shows the absence of large crystallographic units in their crossed lamellar layers. The comparison of the soluble organic matrices suggests a correlation between a well developed crystalline organization and high molecular weights. The nacreous layer is well developed in Turbo; despite a good crystallographic coordination [7], units do not include several growth cycles. The mean molecular weight of this shell is low (curve 4). Figure 2 is an illustration of the boundary between prismatic and nacreous layers of Pinna, Pinctada and Haliotis. In these various taxa, high molecular weights are associated with the prismatic layer (curves a), whereas nacreous layers show lower molecular weights (25-30 kD) (curves b). CONCLUSIONS. — The above results suggest that there is every reason to believe that a good correlation occurs between the biochemical composition of the organic matrix of a shell layer and the taxonomic position: the prismatic aragonite of Cephalopoda shows a large amount of glucides, whereas the prismatic aragonite of Bivalvia shows a large amount of proteins. Likewise, there is good correlation between the crystalline organization of a shell layer and the mean molecular weight of the soluble organic matrix. LES FONCTIONS DE LA PHASE ORGANIQUE INTRASQUELETTIQUE. — Chez les Mollusques,