Laboratoire
Analyse granulométrique du sol et des sédiments
avr. 8 2020
L’analyse granulométrique est la mesure de la taille des particules solides primaires provenant du sol et des sédiments. Les différentes tailles de particules sont déterminées soit par leur capacité à passer à travers différents tamis à mailles, soit par leur taux de sédimentation dans l’eau. Les tailles sont généralement représentées par les poids relatifs des particules dans les classes indiquées. Les limites de ces classes diffèrent selon les divers systèmes de classification couramment utilisés.
La distribution de la taille des particules est l’une des caractéristiques les plus stables du sol ou des sédiments, et constitue un facteur de contrôle important pour des caractéristiques telles que :
- la porosité ;
- la perméabilité ;
- la capacité de rétention d’eau ;
- le potentiel de lixiviation ;
- les stocks de nutriments échangeables ;
- l’échange cationique ;
- le comportement de désintégration ;
- la sensibilité au vent et au transport par eau ;
- le comportement mécanique et géotechnique du sol.
L’analyse granulométrique des sédiments en suspension et de fond des lacs et des cours d’eau peut être utilisée pour aider à déterminer les relations entre la qualité de l’eau, les populations de flore et de faune et les caractéristiques des sédiments de fond. Le fractionnement des sols et des sédiments en différentes classes de taille peut également être utile pour la corrélation entre la texture du sol et sa concentration en polluants. De plus, l’analyse granulométrique est une condition préalable utile et parfois nécessaire à l’installation d’une fosse septique.
Méthode du tamis et de la pipette
Dans la méthode du tamis et de la pipette, une aliquote de 30 mL d’échantillon de sol est traitée au peroxyde d’hydrogène pour éliminer l’excès de matière organique. L’échantillon est ensuite passé dans un tamis de 63 μm et soigneusement lavé pour éliminer les particules fines. La fraction liquide qui contient des particules inférieures à 63 μm est destinée à l’analyse à la pipette.
Les solides du tamis de 63 µm sont séchés et passent à travers un nid de tamis dont les ouvertures sont successivement plus petites de haut en bas pour séparer les particules les plus grossières. Les fines particules qui en résultent et qui passent à travers tous les tamis sont ajoutées à la fraction aqueuse. Cette fraction est agitée pour remettre les particules en suspension et une pipette est utilisée pour extraire les aliquotes à une profondeur constante et à des temps de décantation variés. Conformément à la loi de Stokes, cela est conçu pour représenter des particules de diamètres spécifiques en fonction du taux de décantation de chaque fraction.
La méthode du tamis et de la pipette utilise le système de classification de Wentworth, qui décompose la structure du sol en niveaux de gravier, de sable, de limon, d’argile et de phi. Ce système de classification est le plus couramment utilisé en Amérique du Nord et est recommandé pour les sols et sédiments environnementaux.
Figure 1 : Distribution de la taille de particules
Méthode de l’hydromètre
La méthode de l’hydromètre utilise le Système canadien de classification des sols pour le sable, le limon et l’argile. Cette méthode est moins précise que la méthode du tamis et de la pipette et est généralement utilisée pour déterminer la texture du sol sur des échantillons qui n’ont subi aucun prétraitement.
Dans cette méthode, une aliquote de 40 g d’échantillon de sol est traitée avec une solution de dispersion et placée sur un agitateur à plat pour désagréger les particules de sol. L’échantillon est ensuite passé dans un tamis de 2000 μm. Les solides retenus dans le tamis sont séchés et pesés pour déterminer le pourcentage de gravier. La solution passe à travers le tamis et est recueillie dans un cylindre de sédimentation pour se stabiliser pendant la nuit. L’échantillon est mélangé dans le cylindre de sédimentation et les lectures de l’hydromètre sont prises à 40 secondes et 7 heures. La lecture de l’hydromètre décompose les niveaux de sable, de limon, d’argile et d’humidité dans l’échantillon.
Classification grossière ou fine
Les organismes de réglementation (dont le CCME, le PIRI de l’Atlantique, le MECC de l’Ontario, l’AENV et le MESCC de la Colombie-Britannique) ont élaboré des critères de référence distincts pour la qualité des sols et des eaux souterraines sur la base de la texture du sol (c’est-à-dire les sols grossiers et fins). Le sol ou les sédiments peuvent être classés comme grossiers ou fins grâce à une simple analyse basée sur le tamisage humide avec un seul tamis.