II. — Constitution minéralogique

Les minéraux constitutifs des roches primitives offrent une résistance très inégale aux actions désagrégeantes. Et si quelques-uns sont aujourd'hui complètement ou partiellement décomposés, d'autres n'ont encore subi aucune altération apparente. C'est pourquoi M. L. Cayeux — qui a soigneusement étudié les roches sédimentaires, et, plus récemment, la constitution minéralogique des terres arables (i) -- classe les minéraux du sol en trois groupes :

I** Les minéraux inaltérables par essence, tels que le quart^j la tourmaline et le :{ircony qui ne se rencontrent qu'à l'état d'éléments intacts dans les résidus de décomposition des roches;

2° Les minéraux solubles : apatite et calcite, qui disparaissent progressivement par dissolution lente et sans jamais laisser de produits d'altération ;

y Les minéraux décomposables, comme les feldspaths et les micas, qui cèdent une ou plusieurs bases : chaux, potasse, soude, etc., et laissent des produits épigéniques ou de décomposition.

[i) Revue de Viticulture. Année 1907.

Aperçu historique, — A ma connaissance, c'est le comte DE Gasparin qui s'est occupé le premier de Tétude micrographique du sol. Après avoir séparé par lévigation les particules terreuses, un examen microscopique lui révéla dans chacun des lots extraits d'une terre du Bordelet (commune de Saint-Just, département de l'Ardèche) la présence constante du quart^y du feldspath, du mica, des grenats, de Yolivine, de la calcite et des autres minéraux des roches volcaniques. La citation suivante montre toute l'importance que DE Gasparin attachait à ce genre d'études :

« Forme des particules, — Avant la lévigation, les plus « gros fragments étaient recouverts d'une poussière qui « empêchait d'en distinguer les formes; tout prenait Tap-

< parence grisâtre de l'argile, si ce n'est dans certaines « terres composées de roches cristallines en décomposi- « tion où le quartz est très abondant relativement aux « autres éléments. Maintenant, la lévigation achevée, on « reconnaît à la loupe ou au microscope plusieurs états « différents des particules.

« I** Les cristaux de quartz, de mica, sont entiers ou peu « usés ; une partie notable du calcaire est restée en gros « grains; les éléments de la terre sont à peine mêlés,

< surtout dans les terrains qui ont été formés en place et « n'ont pas été transportés par les eaux.

< 2° D'autres fois, les fragments de quartz sont recou- « verts d'une couche noirâtre ou ocreuse que l'eau n'enlève « pas, mais que l'acide nitrique détache. Cette espèce de « rouille est caractéristique des diluviums anciens.

« 3<* L'enduit des grosses particules n'est que pulvéru- « lent, et, après lévigation, les grains de quartz paraissent « translucides. Dans les deux derniers cas, les particules « sont arrondies, et on voit clairement qu'elles ont été « roulées. Les silex conservent cependant encore leurs

< formes tuberculeuses.

* Les matières pulvérulentes se comportent aussi de

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< plusieurs manières différentes; les calcaires se grou-

< peut quelquefois en forme de stalactites ou de masses

< figurées; Targile, en se séchant, se prend en plaques « unies et solides. Il est impossible d'évaluer la ténacité « extrême de ses plus petites particules, parce qu'on ne « parvient jamais, avec les pointes les plus fines, aies sé- ^ parer entièrement, et qu'elles paraissent toujours for- « mer un assemblage de plusieurs particules.

« Le terreau peu consommé conserve encore quelques « parties de son organisation végétale ; c'est ainsi qu'on c le trouve dans les terrains modernes et les terrains pal- « Indiens, où les débris végétaux sont parvenus rapide- « ment à la carbonisation avant d'avoir perdu leurs for- « mes. Dans les terrains anciens, le terreau apparaît sous « forme de petits grains charbonneux, roux ou noirâtres.

« On distingue aussi dans certaines terres des débris « de tests de mollusques, qui ont conservé leur apparence

< nacrée : c'est surtout dans les terrains palludiens et dans « ceux d'eau douce qu'ils sont abondants. Eurexberg, € en examinant les craies, a reconnu qu'elles étaient pres- « que uniquement composées d'une foule de débris de « mollusques polythalames. Les craies du Midi renfer- « ment les tests presque entiers, tandis qu'ils sont brisés

< dans celles du Nord.

^ Cette découverte indique le degré d'utilité dont peut « être l'examen microscopique des terres. Aujourd'hui

< que l'on sait que la craie est formée par l'assemblage

< d'une quantité innombrable de petites coquilles, on « s'explique ce phénomène qui sépare si complètement la « véritable craie des autres terrains calcaires provenant « des débris de roches de cette nature.

« L'examen microscopique des terres ne nous a donné

< jusqu'à présent que des résultats généraux : mais il faut « dire aussi qu'en nous faisant pénétrer plus intimement € dans la constitution et la structure des terres, cet exa- « men forme singulièrement le coup d'oeil et nous accou-

< tume à juger de leurs qualités par les apparences exté- « rieures. Il suffit d'un grossissement de 60 à 120 pour

< distinguer parfaitement toutes les parties constituantes * du sol ; une c outte d'acide nitrique mise en contact

« avec la terre sur le porte-objet achève d*éclaircir tous c les doutes que fait naître une première vue ; et cette « connaissance empirique de la forme et de la situation c des différents éléments de la terre, sans pouvoir être tra- € duite en principe, nous habitue à démêler certains carac- « tères qui, par la suite, analysés avec sagacité, pour- « ront peut-être prendre une grande place dans la « science (i). >

Ces judicieuses observations, malgré la très grande autorité de celui qui les a faites, paraissent avoir été oubliées. Les récents travaux de MM. Delage et La- CATU (2) confirment de tous points les recherches de DE Gasparin, et s'ils n'apportent qu'une faible contribution à ce que l'on savait déjà, ils ont du moins le mérite d'avoir de nouveau attiré l'attention des agronomes sur la constitution minéralogique du sol, et c'est cela qui importe le plus. Qu'on examine la terre en coupes minces ou directement après un décapage préalable, ainsi que je le fais moi-même; qu'on emploie le microscope ordinaire ou le microscope polarisant, un œil exercé reconnaîtra toujours les principales espèces minérales qui témoignent hautement de l'origine même du sol.

Analyse minéralogique. — L'analyse minéralogique des terres arables peut être qualitative ou quantitative. Dans le premier cas, elle porte sur l'ensemble des particules terreuses : elle est plus nette et plus apparente (fig. 3) si les particules ont été préalablement décapées par l'acide oxalique étendu, suivant la méthode décrite plus loin; d^ns le second cas, elle implique nécessairement la séparation et le do-

(i) Cours d* agriculture, t. I, pp. 173 et suivantes, (a) C. R. de l'Académie, t. CXXXI3Ç et CXL.

CONSTITUTION MINÉRALOGIQ.UB

sage des espèces minérales essentielles : quart{, micas , feldspaths.

L'examen microscopique révèle de très sensibles différences suivant que la terre est ou n'est pas décapée... Dans un sol traité par Tacide oxalique, les espèces minérales apparaissent nettement : les matières argileuses de couleur jaunâtre et les substances

FiG. 3. -:— Sable grossier décapé vu au microscope polarisant (lumière parallèle, grossissement 70}. Le mica noir et le quart { — avec ses anneaux colorés — sont très abondants; \c% feldspaths sont déjà rares.

humiques d'un noir foncé sont bien séparées des grains sableux, qui donnent en lumière polarisée des teintes parfaites. Faute de décapage, au contraire, la plupart des particules ont l'aspect terne : une couche ocreuse enveloppe les* grains de mica ou de feldspath, et s'étend même sur le quartz.

Les déterminations qualitatives fournissent évidemment des renseignements précis sur l'origine de la

terre arable; mais quand on veut savoir dans quel rapport les minéraux originels varient d'une terre à l'autre ou d'un sable à l'autre, il faut de toute nécessité en déterniiner exactement le poids : Vanaljyse minéralogique quantitative devient alors absolument indispensable. Comment peut-on TefiFectuer?

Procédés de séparation. — La méthode de séparation que j'ai adoptée comprend deux séries d'opérations ayant pour objet : la première, d'isoler les éléments originels, les sables non encore altérés par les agents chimiques ; la seconde, de séparer les espèces minérales que ces éléments contiennent en diverses proportions.

a) SÉPARATION DES SABLES. — Nous avons vu que le sable grossier et le sable fin, tels qu'on les obtient actuellement par la méthode d'analyse physique, ne sont jamais purs ; chaque grain sableux se trouve recouvert d'un enduit colloïdal qui résiste énergiquement à l'action désagrégeante de l'eau. Pour détruire ce revêtement protecteur, pour décaper les particules terreuses, j'utilise avantageusement l'acide oxaUque. Voici, da reste, l'ordre des traitements successifs qui permettent d'obtenir des sables d'une remarquable pureté.

Je prends un poids connu de terre fine et sèche ; si les débris végétaux y sont abondants, je les élimine préalablement en triturant la matière dans une solution de nitrate de calcium (à 50 pour 100) ayant une densité supérieure à celle de l'humus. Cela fait, je procède au décapage : le résidu terreux est attaqué lentement, àTébullition, par une quantité d'acide oxalique telle qu'il reste encore, après la décomposition du calcaire, une partie d'acide pour dix parties de terre environ. On prolonge l'attaque, au bain de sable, pendant plus d'une heure s'il le faut ; on filtre et on lave le résidu à l'eau azotique (pour entraîner Toxalate de calcium), puis à Ji'eau distillée. La terre est ensuite recueillie soigneusement et mise en digestion, un jour ou deux, dans une solution ammoniacale : l'ammoniaque dissout le's substances humiques. Les éléments sableux ou silicates sont ensuite immergés dans une solu-

CONSTITUTION MINERALOGIQUE ^I

tion d'une densité égale ou supérieure à celle de l'argile et séparés au centrifugeur : l'argile reste en suspension ou remonte en haut, tandis que les sables se rassemblent dans le bas. A la vitesse de looo tours, une demi-heure de rotation suffit, en général, pour une bonne séparation ; on décante et Ton recommence plusieurs fois la séparation jusqu'à ce que le liquide, après turbinage, soit d'une limpidité parfaite. Les matières sableuses, privées ainsi de toute trace d'argile, sont recueillies, séchées et pesées;

FiG. 4. — Micas noir et blanc, extraits d'un sable grossier granitique, vus au microscope (grossissement 70).

on peut en calciner modérément une partie et peser de nouveau pour voir si les substances organiques ont été complètement éliminées.

b) SÉPARATION DES ESPÈCES MINERALES. — Pour déterminer ensuite la proportion de mica, de feldspath, de quartz ou de toute autre espèce minérale originelle existant dans

5 a LA CONSTITUTION DU SOL

une roche donnée, on a conseillé l'emploi de solutions de densités intermédiaires : soit la liqueur de Thoulet (iodure mercurique dissous dans Tiodure de potassium), soit Viodure de méthylène, dont on modifie le poids spécifique en ajoutant une quantité convenable de xylène. Je me sers de la même méthode en m'aidant toujours du centrifugeur afin d'accélérer les séparations.

Après avoir pulvérisé convenablement les sables grossiers, j'en prélève i gramme ou o gr. 5 que j'introduis dans le tube du centrifugeur, d'abord en mélange avec le liquide le plus dense (2,8) de façon à séparer les éléments ferromagnésiens (fig. 4) ; les minéraux les plus légers, qui se rassemblent à la surface, passent ensuite successivement dans des solutions de densité décroissante. Si l'on veut bien isoler les espèces minérales, il faut centrifuger deux ou trois fois de suite, avec la même solution, en ayant soin de désagréger ou d'immerger chaque fois les matériaux légers qui pourraient entraîner, dans leur ascension rapide, des éléments plus lourds. Une rotation de dix minutes suffit ordinairement pour les séparations ; les produits qui tombent au fond de chaque solution sont recueillis, lavés, séchés et pesés. Il convient de s'assurer toujours de leur pureté par un examen microscopique; si la séparation laissait à désirer, on la recommencerait en modifiant un peu la densité des liquides ou en pulvérisant plus finement les matériaux recueillis (i).

On arrive facilement, après quelques tâtonnements inévitables, à d'assez bons résultats. C'est ainsi que la séparation du quart^ (fig. 5) et du feldspath orthose, qui est pourtant l'une des plus délicates, peut se faire

(i) La pulvérisation des diverses espèces minérales n'est pas également facile; les lamelles flexibles des micas se montrent résistantes, il est préférable de les séparer avant de porphyriser les sables gros&iers. Le résidu qui surnage — lors du premier traitement à la solution dense — renferme les éléments quartzeiix et feldspathiques ; on doit le recueillir, le laver, le sécher et le pulvériser ensuite (ou même le séparer en plusieurs lots par des tamisages convenables), de manière à ne centrifuger que des poudres physiquement homogènes.

CONSTITUTION MINBRALOGIQUE

de façon très convenable par cette méthode d'analyse (i).

FlG. 5. — Fragments de quart^, extraits d'un sable granitique, vus en lumière polarisée.

Données numériques, — J'ai appliqué ces procédés de séparation à Tétude des éléments siliceux et silicates provenant de différents sols. A titre d'exemple, voici les résultats obtenus avec une terre granitique de la Creuse (sol authigène) et une terre de Grignon (sol allothigène) :