modes de liaisons entre l'eau et le sol

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Si le sol possède une capacité à retenir de l’eau, c’est parce qu’interviennent des forces de liaison entre l’eau et le sol, susceptibles de modifier les propriétés de l’eau et de lui conférer des rôles et des états différents.

Les forces à Vaction dans le sol

La gravité, ou force de la pesanteur terrestre, on l’a vu, n’a d’effet que sur l’eau de la macroporosité car elle est la plus faible des forces qui agissent sur l’eau du sol.
Dans la microporosité, les particules du sol exercent sur l’eau des forces de succion, ou tension superficielle, qui tendent à retenir cette eau dans les pores. Ces forces de rétention capillaire sont d’autant plus fortes que les interstices du sol où l’eau est localisée sont petits. Autrement dit, la force avec laquelle l’eau est retenue dans le sol dépend de la taille des pores.
A l’échelle de la molécule, des forces d’attraction chimiques et électriques font adhérer l’eau de façon intime aux grains du sol: Yadsorption. Ces forces résultent de la disposition dipolaire (pôles + et – , tel un aimant) des atomes dans la molécule d’eau.
Parce qu’elles forment en fait un continuum, ces forces sont généralement prises en compte globalement sous le terme de potentiel capillaire (ou potentiel de succion matriciel, plus exact puisqu’il s’agit de forces exercées par la matrice du sol). On exprime généralement ce potentiel de succion matriciel à l’aide du pF:

pF=log(-P_{eau )}

avec P_eau : pression de l’eau exprimée en centimètres d’eau.
La rétention de l’eau dans un sol dépend ainsi de la superficie totale des grains du sol : plus la superficie est étendue, plus la quantité d’eau retenue sera élevée. La superficie totale des grains par unité de volume, ou surface spécifique, est directement proportionnelle au nombre, donc au diamètre, de ces grains : la granulométrie grossière d’un sable moyen (~ 0,1 mm) lui confère une faible surface spécifique (S_s~ 0,01- 0,03 m²/cm) et une faible capacité de rétention (< 5%) ; au contraire, on relève chez certaines argiles des surfaces spécifiques pouvant atteindre = 1000 m²/cm³.