Mesure du pourcentage d'humidité dans les échantillons de sol

Pourquoi le pourcentage d'humidité est-il important ?

Le poids d'un sol humide est constitué du poids des particules sèches du sol plus le poids de l'eau contenue dans le sol. Lorsque la teneur en eau d'un sol varie, le poids humide varie également, mais le poids des particules sèches du sol reste constant. En d'autres termes, il n'y a qu'un seul poids fixe d'une portion de sol sec (« poids sec »), mais essentiellement un nombre infini de « poids humides » possibles, car la teneur en eau du sol varie.

Pourquoi les laboratoires communiquent-ils les résultats des sols sur la base du poids sec ?

Le poids sec d'une portion de sol est constant. Le poids humide de la même portion de sol peut varier en fonction de la teneur en humidité. C'est pourquoi les laboratoires rapportent les résultats d'analyse des échantillons de sol sur la base du poids sec.

Par exemple, si la concentration dans le sol d'un paramètre d'intérêt est exprimée en poids sec, elle sera constante, que l'échantillon de sol ait été prélevé peu après une pluie ou pendant une période de sécheresse. À l'inverse, si la concentration du même paramètre est exprimée sur une base de poids humide, par exemple « tel qu'échantillonné », elle variera en fonction de la quantité d'eau dans l'échantillon (% d'humidité), c'est-à-dire qu'elle sera plus faible dans un échantillon plus humide.

Mesures du poids sec pour les paramètres non volatils

D'un point de vue analytique, la clé pour obtenir des résultats constants, reproductibles et défendables est de rapporter les données sur une base de poids sec en utilisant des mesures d'humidité précises dans l'échantillon analysé. Une approche pour rapporter les données de laboratoire sur une base de poids sec consiste simplement à sécher un échantillon de sol dans un four pour évaporer toute l'eau contenue dans le sol, puis à analyser l'échantillon séché.

Un avantage significatif de cette approche est que le sol sec peut être broyé, moulu et bien mélangé pour obtenir un mélange très homogène de particules de sol sec, par rapport à un échantillon humide ou « tel que reçu », qui est un mélange hétérogène de particules et d'humidité. Cela permet au laboratoire d'obtenir des analyses répétées plus cohérentes puisque l'impact de l'hétérogénéité n'est pas un facteur aussi important que pour les tests qui analysent les sols sur une base humide « tel qu'échantillonnés ».

Cette approche ne s'applique qu'aux paramètres qui sont non volatils et qui ne sont pas affectés par l'introduction de la chaleur. Par exemple, les métaux sont, pour la plupart, non volatils, et la chaleur d'un four est bien inférieure à leur point d'ébullition, de sorte qu'ils restent dans l'échantillon lors du séchage.

Mesures du poids sec pour les paramètres volatils et thermosensibles

Pour toutes les analyses, il est important de s'assurer que les étapes du traitement de l'échantillon n'affectent pas l'intégrité ou ne modifient pas la concentration du ou des paramètres à mesurer. Ainsi, le séchage d'un échantillon tel que décrit ci-dessus devient problématique pour les paramètres volatils et ceux qui sont sensibles à la chaleur, car l'étape de séchage, qu'elle soit effectuée à température ambiante (séchage à l'air) ou dans un four réglé à une température légèrement supérieure à 100 °C, peut enlever les paramètres volatils ou les altérer chimiquement ou physiquement.

Dans ce cas, le sol doit être analysé « tel que reçu » (c.-à-d. humide) afin de maintenir l'intégrité du ou des paramètres d'intérêt. Une aliquote séparée du sol humide homogénéisé est analysée pour déterminer le pourcentage d'humidité, et le poids humide est converti en poids sec pour calculer la concentration du paramètre. En d'autres termes, la contribution de l'eau au poids d'une aliquote d'échantillon humide peut être soustraite, donnant un résultat final qui serait équivalent à un résultat qui aurait été obtenu si l'échantillon avait été analysé à sec, mais évitant la perte de paramètres due à un processus de séchage.

Il est à noter que l'analyse de mélanges hétérogènes diminue la précision des analyses. Par conséquent, il est important de maximiser l'exactitude et la précision de la détermination du % d'humidité afin qu'elle ne contribue pas à l'incertitude de mesure introduite par l'hétérogénéité de l'échantillon.

Détermination de la valeur précise du pourcentage d'humidité

Pour des raisons de conformité réglementaire et en tant que meilleure pratique acceptée par l'industrie, les résultats des sols sont rapportés sur la base du poids sec. Cela garantit la cohérence et la comparabilité des données, indépendamment du moment où les échantillons ont été prélevés, des différentes quantités d'eau dans les différentes aliquotes d'un même échantillon ou de la personne qui a analysé l'échantillon. Par conséquent, il est important de mesurer de manière précise et fiable le % d'humidité dans une aliquote séparée de chaque échantillon analysé qui ne peut pas être séché à l'air ou dans un four.