Contributions à l'étude des influences géomorphologiques sur l'altération, dans des sols dérivés de till (Sherbrooke, Québec)

Abstract

Résumé : Une étude a été menée dans un petit bassin-versant des Appalaches pour caractériser l'altération dans les divers sites géomorphologiques le long de la pente. Les deux versants opposés avaient une couverture végétale différente (forêt et prairie), ce qui a permis de discerner l'influence de la déforestation sur les processus pédogéniques en jeu. Dans un premier temps, cinq profils pédologiques ont été définis et comparés sur les bases suivantes: granulométrie, analyse chimique totale qui regroupait les minéraux primaires et secondaires, minéralogie de la fraction argileuse cristallisée, fraction amorphe et complexe échangeable. Dans un deuxième temps, nous avons procédé l'analyse chimique des eaux de percolation de ces profils, prélevées des profondeurs variant de 15 à 90 cm. Les eaux de chacun des sites ont été caractérisées au point de vue des influences saisonnières sur le contenu ionique des eaux, des variations verticales de teneurs dans les profils, de leurs différenciations latérales au cours de leur transit le long du versant. Nous en avons déduit que les variations saisonnières des teneurs ioniques des percolats dépendaient de plusieurs facteurs combinés: élévation des températures conditionnant l'activité chimique et biochimique, effet de "chasse" des produits disponibles, dilution par les eaux atmosphériques, évaporation, acidité. La distribution des ions dans le versant de prairie a permis de constater d'une part que les teneurs en H4SiO4 , Na+ et Mg2+ sont liées au volume traversé, que l'aluminium est plus fortement mis en solution dans les sites acides (haut de versant) et que la mise en solution du fer est à son maximum dans les niveaux influencés par le battement de la nappe phréatique. D'autre part, le calcium, fortement libéré sur les hauteurs, se fixe en partie lorsque les solutions se concentrent, le fer et l'aluminium libérés sont piégés très tôt alors que le silicium est moins mobile que les cations basiques. Les constituants des minéraux primaires des sols s'organisent donc ainsi: concentration de Al2O3 et Fe2O3 vers le haut de versant, alors que c'est le contraire pour les oxydes basiques et SiO2 ce qui est plus évident dans les 30 cm superficiels. Selon les conditions du site, il en résulte un découpage des versants en milieux soumis des évolutions différentes. Sous végétation très acidifiante (conifères), en haut de versant, l'altération est intense et il y a peu de transformations l'ablation chimique est forte et les sesquioxydes sont intensément évacués dans ce site soumis à une podzolisation accentuée. Eh haut de versant sous prairie, la dégradation (des minéraux phylliteux et des feldspaths) et les transformations (en montmorillonite-A1) prédominent; l'ablation chimique est moyenne dans ce site podzolisé en milieu bien drainé. La dégradation est faible dans les bas de versants (préservation des minéraux primaires, illite et chlorite) et les phénomènes sont freinés par suite du confinement et de l'élévation des concentrations des solutions ; ce sont des sites faible ablation chimique. Ainsi, dans l'hypothèse où seule l'ablation chimique serait active, il y a évolution du relief par abaissement des sommets d'interfluve.||Abstract : The weathering processes in various geomorphological sites along the slope of a small watershed in the Appalachian mountains have been characterized in this study. The different vegetation present on opposite sides enabled us to evaluate the influence of deforestation on pedogenic processes. Firstly, five pedologic profiles have been characterized and compared on the following basis : mechanical analysis, total chemical analysis which included primary and secondary minerals, mineralogy of the crystalized clay fraction, amorphous fraction and exchangeable bases. Secondly, we have analysed [sic] the chemical contents of the percolating waters sampled from 15 to 90 cm depth in these profiles. Waters at each site have been characterized with respect to the seasonal influences on their ionic content, the vertical variations in their content in each profile, their lateral differentiations as they transit down the slope. We have deduced that the seasonal variations in the ionic content of the percolating waters depended on several combined factors: raise in the temperature conditioning chemical and biochemical activity, "flush" effect of available products, dilution by the atmospheric waters, evaporation, acidity. The distribution of the ions on the meadow side indicated on one hand that the concentrations of H4SiO4, Na+ and Mg2+ are related to the total volume of soil through which the waters percolate, that the dissolution of aluminum is accelerated in acid sites (upslope) and that the solubility of iron reaches a maximum in the zone influenced by the water table. On the other hand, calcium, which is easily liberated in the high sections, is in part fixed when the solutions get concentrated, iron and aluminum are soon traped [sic], silicium is less mobile than the basic cations. The primary minerals constituants organize as follows: concentration of Al2O3 and Fe2O3 upslope, when the contrary is for the basic oxydes and SiO2 ; this trend stands out more clearly in the top 30 cm. According to the site conditions, the result is a division of the sideslopes in the environments subject to different evolutions. Under very acidifying vegetation (coniferous), upslope, weathering is intense and there are little transformations of minerals because of the high evacuation, chemical ablation is strong and sesquioxydes are intensively evacuated in this site subject to severe podzolisation. Upslope, under meadow, degradation (feldspars) and transformation (A1-montmorillonite) of the minerals prevail; the chemical ablation is medium in this well drained podzolised site. Degradation of the minerals is weak downslope (preservation of the primary minerals, illite and chlorite) and the phenomenons are curbed because of the confinment and the raise in the solutions concentrations; chemical ablation is weak in these sites. Thus, if we suppose that chemical ablation only is active, the summits of a watershed can be lowered.