Les horizons d'accumulations carbonatées en Champagne-Ardenne : répartition régionale, caractérisation et impact sur les transferts hydriques

par Damien Linoir

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Oumarou Malam Issa.

Soutenue le 24-06-2014

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (GEGENAA) -Groupe d'Etude sur les Géomatériaux et Environnements Naturels, Anthropiques Archéologiques (laboratoire) .

Le président du jury était Ary Bruand.

Le jury était composé de Oumarou Malam Issa, Vincent Barbin, Céline Schneider, Anne Véronique Walter simonnet, Jean-Pierre Vandervaere.

Les rapporteurs étaient Corinne Loisy, Yves Géraud.


  • Résumé

    Les horizons d'accumulations carbonatées (HAC) de Champagne sont des horizons particuliers présents de manière non systématique dans les profils de sol directement sous l'horizon organo-minéral. Bien que des travaux antérieurs se soient déjà attachées à l'étude de ces structures particulières, certaines questions restent encore en suspens, notamment en ce qui concerne leur localisation dans le cadre régional, leur caractérisation par rapport aux autres horizons du profil et la quantification de leur rôle dans les transferts hydriques. Leur localisation sur le terrain n'étant pas réalisable méthodes de prospection habituelles (pénétrométrie dynamique, tarière), les zones de localisation préférentielle des HAC ont été déterminées par une exploration bibliographique. Des analyses en laboratoire ont été conduites sur des échantillons prélevés sur un site pilote représentatif, le Mont du Ménil (08). En plus des analyses géochimiques et de la colorimétrie, les échantillons prélevés tout au long des profils ont subi des analyses pétrophysiques habituellement utilisées dans la caractérisation des pierres en œuvre (porosité totale à l'eau, porosimétrie mercure, cinétiques d'absorptions capillaires et d'évaporation). Ces analyses montrent que les HAC sont bien différents des horizons sus et sous-jacents. Ce sont des niveaux présentant une forte porosité qui va de pair avec leur induration plus faible contrairement à ce qui est généralement admis dans la bibliographie. Les HAC présentent également des micromorphologies différentes des autres horizons du profil pédologique ce qui justifient les réseaux poreux différents identifiés. L'étude des transferts hydriques en laboratoire montre également que ces réseaux poreux différents sont responsables de transferts hydriques plus rapides dans les HAC que dans leurs grèzes d'accueil. Il apparaît donc que contrairement à ce qui est généralement avancé dans la littérature, les HAC champardennais ne semblent pas faire obstacle aux transferts hydriques mais semble au contraire les favoriser. Ce phénomène pourrait avoir des conséquences agronomiques importantes favorisant le drainage et les remontées capillaires.

  • Titre traduit

    Carbonate accumulation horizons in Champagne-Ardenne : regional distribution, characterization and impact on hydric transfers


  • Résumé

    Carbonate accumulation horizons (CAH) are structures un-systematically present in Champagne-Ardenne soils (NE of France) and are localized directly under de rendic leptosol. They have already been studied but their regional repartition, characterization compare to other soils horizons and impact on water transfers remain unknown. On the field, CAH cannot be directly localized by currently prospection methods. Preferential location areas have been determined by literature analyze. Geochemistry, colorimetry and petrophysical analyzes (total water porosity, mercury porosimetry, absorption en evaporation kinetics tests) have been applied on samples took on a representative site : Mont du Ménil. These analyses have shown that CAH present a high porosity linked to their weak induration contrary to what is generally advanced in the literature. The micromorphology of CAH is different from others horizons that induces porous network différences. Laboratory water transfers study links these porous network differences to faster water transfers measured for CAH contrary to the others horizons. CAH of Champagne do not impede water transfers contrary to what is generally fund into the literature but seems to favor them. This phenomenon could have important agronomic implications favouring draining and capillary rises.


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