I. ^ Constitution physique

La partie superficielle de la terre végétale — celle dans laquelle pénètrent les instruments aratoires — présente ordinairement une structure granuleuse, Lq% composants mécaniques ou physiques qui en forment le squelette n'y sont pas à vrai dire isolés les uns des autres : ils constituent, au contraire, des agglomérats terreux de dimensions très inégales, qui ont pour principal effet, en rendant le milieu pofeux et perméable, de faciliter au plus haut degré la pénétration des agents atmosphériques. Il suffirait, en somme, d'étudier ces agrégats pour se faire une idée suffisamment exacte de ce qu'est le sol au point de vue physique. Comment les particules terreuses ont-elles pris naissance ? Quels sont les matériaux qui les composent et par quels moyens arrive-t-on à les séparer ? Voilà les questions qu'il faut d'abord étudier.

Les agrégats terreux. — Dans une terre normale, où tous les éléments physiques sont représentés, chaque agrégat renferme un noyau sableux enveloppé et parfois imprégné d'éléments colloïdaux d'une finesse extrême qui jouent le rôle d'agents de cimentation. Ainsi, l'examen des conglomérats nous conduirait à distinguer des matériaux de remplissage et des matériaux d'agglutination. Les premiers, dépourvus de cohésion, forment à vrai dire le squelette : ils comprennent surtout des sables (siliceux, silicates et calcaires) et des débris végétaux incomplètement

humifiés; les seconds, dont le rôle est comparable à celui du ciment, sont représentés par Vargile et la matière noirey c'est-à-dire par des substances essentiellement colloïdales, susceptibles d'enrober tous les débris sableux primitifs.

Physiquement, chaque agrégat est semblable à une sorte de béton dont les sables forment le corps, et dont les éléments colloïdaux représentent le ciment. Mais l'agglomération n'est possible que si la prise des ciments se trouve assurée. Il faut, pour cela, que l'argile soit coagulée : ce sont les composés calciques — le bicarbonate de chaux notamment — qui déterminent cette coagulation. «Grâce à l'acide carbonique produit dans la décomposition des matières organiques, il se dissout, dans les eaux terrestres, une quantité suffisante de calcaire (carbonate de chaux) pout assurer la précipitation de l'argile. Et voilà comment tous les. composants essentiels interviennent, à des titres divers, dans la formation de ces particules terreuses qui modifient de façon si heureuse les propriétés physiques du sol.

Toutefois, dans les terrains où les éléments d'agglutination sont trop disproportionnés — comme dans ceux où les agents de coagulation font défaut — les caractères physiques deviennent à tel point exagérés qu'il faut recourir à des moyens artificiels pour modifier la texture du sol. Il importe donc de bien connaître la composition mécanique des agglomérats terreux. C'est V analyse physique seule qui peut nous donner, à cet égard, des indications suffisamment précises.

LsL séparation des composants, — Voici un échantillon de terre supposé homogène et préalablement desséché à loo-no degrés; il faut y doser le sable, le .calcaire, l'argile et l'humus : comment allons-nous

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effectuer ces séparations? Un examen superficiel montre que cet échantillon contient des matériaux de différentes grosseurs. On les isolera- par tamisage ou par lavage, en opérant sur un poids connu de terre sèche (la prise d'échantillon étant d'autant plus forte que les graviers et les cailloux sont plus abondants). Nous procédons ainsi à la séparation de la terre fine à Taide d'un tamis ayant un millimètre de maille ; si les graviers r.estant dans le crible présentent un aspect terreux, on les lave à Teau distillée, puis on les sèche et on les pèse. Après évaporation des eaux de lavage, le résidu sec obtenu est incorporé à la terre fine dont on détermine le poids.

Pour séparer le sable grossier, le sable fin et Targile, on fait usage des méthodes de lévigation. Toutefois, en admettant que lés sables grossiers ont un diamètre supérieur à deux dixièmes de millimètre (o'",ooo2), il serait encore possible de les isoler par tamisage et lavage sur un tamis de soie. Cest le dosage des éléments fins qui présente le plus de difficultés ; il comporte la décoagulation de Targile (c'està-dire Télimination préalable des composés calciques par traitement aux acides et lavages prolongés à Teau), puis sa séparation d'avec les éléments sableux. A cet effet, on peut employer la méthode hydraulique, qui utilise des courants d'eau dont les vitesses sont calculées de manière à ne transporter que les particules d'une dimension déterminée (i), ou bien la méthode de sédimentation, qui repose sur l'inégale rapidité de chute des particules mises en suspension dans

(i) Cette méthode, préconisée par M. Hilgard, peut offrir quelques avantages pour la séparation de l'argile ; elle a été utilisée en France par M. Garola. Comme elle nécessite des appareils spéciaux, et que les résultats qu'on en obtient sont loin d'être parfaits, nous nous contentons de la mentionner.

une eau tranquille. Au reste, voici la marche généralement suivie pour la séparation des éléments physiques.

Dosage du sable et de l'argile. — On dose le sable et Targilç sur 5 ou lo grammes de terre fine sèche. Tout d'abord, il faut désagréger convenablement les particules terreuses. Pour cela, M. HiLGARDproposedeles disloquer par une ébullition prolongée dans l'eau distillée. En recommençant plusieurs fois cette opération et décantant les liquides, après un instant de repos, on arrive rapidement à, la séparation du sable grossier et du limon. Cette séparation e«t complète lorsque les eaux de décantation présentent une parfaite limpidité.

Le sable grossier, mêlé parfois de débris organiques, reste dans la capsule ou dans le ballon ; il est recueilli, séché et pesé. En le traitant par un acide, on dissout la partie calcaire, et il suffit de laver le résidu, de le sécher et de le peser à nouveau pour connaître la proportion de sable grossier calcaire et de sable grossier siliceux ou silicate. L'incinération permettrait, au besoin, d'apprécier approximativement la quantité de matières végétales nbn humifiées.

Restent les eaux boueuses ou limoneuses qui contiennent le calcaire terreux, le sable fin, l'argile et l'humus. Pour en séparer l'argile, il faut la décoaguler, ainsi que l'a montré M. Th. Schlœsinq. A cet effet, on traite par de l'acide azotique en léger excès : le calcaire est alors décomposé, et le liquide se clarifie. On décante par siphonage, puis le résidu terreux, recueilli sur un filtre, est soigneusement lavé à l'eau distillée iusqu^à ce que les eaux d'égouttage ne présentent ni réaction acide, ni traces de chaux (i). A ce moment, la décoagulation étant faite, on peut aisément éliminer l'argile d'avec le sable fin.

(a) On détermine qualitativement la réaction acide à l'aide du papier de tournesol bleu ; pour déceler la présence des sels de chaux on emploie loxalate d'ammoniaque, qui donne un précipité blanc d'oxalate de calcium, insoluble dans Tacide acétique.

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La partie terreuse détachée du filtre est ensuite introduite dans un grand flacon et mélangée avec un litre d'eau additionnée de 10 ce. d'ammoniaque. Après agitation, on laisse reposer vingts-quatre heures : le sable fin se précipite, tandis que Targile et l'humus {celui-ci à l'état d'humate d'ammoniaque) restent dans le liquide. On décante, à l'aide d'un siphon, et l'on recueille les eaux. Si la terre est très argileuse, il faut recommencer le traitement jusqu'à ce que l'argile soit complètement entraînée. Cela fait, on débouche le flacon pour en extraire le sable fin qui sera séché et pesé (i).

Le liquide trouble — coloré par un humate multiple d'ammoniaque, de fer et d'aluminium — est alors traité par un excès de chlorure alcalin (chlorhydrate d'ammoniaque) qui coagule l'argile sans réagir sur l'humate. Quand la solution a été clarifiée, après un repos suffisant, on en décante le plus possible ; l'argile est recueillie sur un filtre taré, lavée, séchée et pesée. La dose de chlorhydrate d'ammoniaque à employer varie selon la quantité d'humate en dissolution ; il en faut jusqu'à 20 grammes lorsque celui-ci est très abondant.

Dosage du calcaire et de l'humus. -^ Il serait possible, à la rigueur, de séparer ces corps au cours de l'analyse physique, ainsi que le conseillent certains auteurs. Nous avons déjà indiqué Comment on détermine approximativement la proportion de calcaire grossier. Pour le calcaire terreux, on se contente parfois de doser la chaux, par Toxalate d'ammoniaque, dans le liquide provenant de l'attaque des éléments, faite en vue de la décoagulation de l'argile. Mais la chaux ainsi obtenue n'appartient pas exclusivement au carbonate : elle peut provenir aussi du sulfate et de l'humate calciques.

L'analyse du calcaire doit être effectuée de préférence

(i) Pour effectuer rigoureusement les dosages des éléments sableux et argileux, la calcination est rendue nécessaire par l'entraînement d'une certaine quantité d'humus. Ainsi, avec les terres humifères, la matière organique entraînée n'est pas négligeable ; elle peut atteindre plus de 10 pour 100.

sur là terre même ; elle comporte, en somme, un dosage d'acide carbonique qu'on peut faire au calcimètre (si l'on se contente d'une approximation) ou à la trompe (si l'on veut obtenir un résultai plus précis).

• On pourrait aussi doser l'humus en le précipitant de la solution ammoniacale — obtenue après la séparation de l'argile — par l'emploi d'un acide. Mais les nombres trouvés sont toujours trop faibles et il vaut infiniment mieux déterminer ce corps par la méthode d'incinération que nous décrirons ultérieurement.

Les procédés suivis pour l'analyse physique donnent avec assez d'exactitude la proportion de sable grossier et de calcaire ^ mais la séparation du sable fin et de Vargile est quelque peu arbitraire : les nombres obtenus varient avec le temps de repos. Non seulement la précipitation des éléments reste incomplète, mais une partie notable de la matière organique se trouve entraînée inévitablement par les dépôts. Dans ses récentes études sur la terre arable (i), M. Th. Schlœsing lui-même n'a-t-il pas signalé ces imperfections ? Après avoir montré qu'on pouvait, à l'aide d'un dispositif automatique, recueillir les sables fins par ordre de grandeur décroissante — en ayant recours à la fois au temps que ces sables emploient à parcourir au sein de l'eau une hauteur donnée, et aux poids des dépôts formés pendant les intervalles successifs de ces temps — M. Schlœsing eut l'excellente idée de déterminer la fraction de matière organique entraînée par les dépôts sableux et l'argile. En opérant sur des sous -sols, afin d'éviter l'influence des fumures, il a trouvé :

(i) Comptes rendus de TAcadémie des Sciences, t. CXXXVII, p. 369, et t. CXXXV, p. 601.

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