Capacité d'échange cationique du sol - Annexe 1

Date de mise en ligne

15 juin 2022

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Russell et sa vision originale des relations argile / cations

Russell (1934) explique que les molécules polaires de l’eau sont attirées à la fois par les charges positives des cations et celles négatives de l’argile. Il en est de même avec les charges de la MO comme l’ont vérifié Julien et Tessier (2021). Ainsi, l’affinité pour l’eau du sol augmente avec la CEC effective et le nombre de cations échangeables. Lorsque la CEC effective augmente, l’infiltration de l’eau lors d’une pluie est plus rapide, accélérant le essuyage du sol (améliorant donc sa praticabilité) et augmentant la capacité de rétention en eau du sol : les observations de Kockmann et Fabre (1989) sont expliquées.

Russell explique aussi les liaisons argile-cation-argile. Il précise : si « la concentration en cations augmente (…) en conséquence, la cohésion des particules d’argile, c’est-à-dire la solidité des crumbs ((agrégats)), augmente » (1934 : 364). Par modélisation moléculaire et en prenant en compte les forces de van der Waals et de Coulomb, Ngouana-Wakou (2014) a estimé la force de ces liaisons argile-eau-cation-eau-argile entre les feuillets d’argile : elle est de l’ordre de 50 à 100 kJ/mole. Et, de fait, une augmentation du pH, de la CEC effective et de la concentration en Ca²⁺ entraîne une amélioration de la stabilité structurale (Julien et Tessier, 2021).

Références citées

• Julien J.-L., Tessier D., 2021. Rôles du pH, de la CEC effective et des cations échangeables sur la stabilité structurale et l’affinité pour l’eau du sol. Étude et Gestion des Sols, 28 : 159-179. Texte intégral.
• Kockmann F., Fabre B., 1989. Chaulage et modifications de la fertilité physique en sols limoneux hydromorphes. In : Dodd & Grace, eds, Agricultural Engineering, vol 3. Balkerna, Rotterdam: 1817-1823.
• Ngouana-Wakou B.F., 2014. Modélisation moléculaire de l’hydratation, de la structure, et de la mobilité des ions et de l’eau dans l’espace interfoliaire et à la surface d’une argile smectitique. Thèse de doctorat, École des Mines de Nantes, 308p.
• Russell E.W., 1934. The interaction of clay with water and organic liquids as measured by specific volume changes and its relation to their phenomena of crumb formation in soils. Phil. Trans. R. Soc. London, 233 A : 361-389.