Fauck, Roger

Lelong, F.

Pédro, G.

Roose, Eric

Horizon / Pleins textes

C. R. Acad. Sc. Paris, t. 292 (25 mai 1981) Série II - 1323 
* 
PÉDOLOGIE. - Sur l’importance des transferts en phasesolide dans la dynamique actuelle 
de sols ferrallitiques et ferrugineux d’Afrique occidentale. Cas des milieux sous végétation 
naturelle. Note (*) de Eric J. Roose, Roger Fauck, Frangois Lelong et Georges Pédro, 
présentée par Georges Millot. 
La mesure in situ des transferts, de matière par l’eau (matières. s,olides, et en, solution) et par la faune dans, plus,ieurs, 
écosystèmes’n,at,urels ‘I sol-végétation. i) d’Afrique ‘de l’Ouest permet. : (1) de chiffrer l’intensjté’ des principaux 
mécanismes de la pédogenèse actuelle (lixiviation, lessivage’et érosion. superficielle) et, (2) de mettre en, évidence 
l’importance des transports, de matières partic‘ulaires,’prin:cipalement, verticaux, selon des modalités variables avec 
les conditions bioclimatiques. 
Measurements in. situ of inass transfers by waterjlow (solid and dissolved transports) and by soil fauna in several 
natural soil-greencover ecosystems of West Africa permit: (1) to quantify tlie intensity of tlie main processes of present 
day pedogenesis (lixiviation, leaching and surface erosion) and (2) to point out the iinportaiice of the solid mainly 
vertical transports, the modalities of wkich vary according to bioclimatic conditions. 
I. INTRODUCTION. - La plupart, des recherches. effectuées, . .  dans, les* pays tropicaux ont, 
s.urtput. mis, l’accent, . .  . jus,qu’ici s.r l’aspect, chimique . de . . .  .la pédogenèse . .  ([l] à [6]). Les. 
différenciations~ (( verticales, )) dans’ . .  les. profils de s.01 ou {( . .  latérales I .  )) dans, , I  les, tpposéquences . . .  
s,ont, considérées, comme, étant, principalement, I .  dues, à des, traiispor ts de matières en solution 
électriquement neutres. ou ionisées,, liés à desL . .  réactions& d’hydrolyse . et , I  de néoformation. entre . .  
!les fractions minérales* du s.01 et, iesL solutions. interstitielles: . . .  
Cy est ainsi que plusieurs, grandes . . I  voies . I  d’altération. , , .  ont, été caractérisées. selon la vitesse 
relative de lixiviation. et, d’export,ation. des . I  bases , . ’  et .~ de . la ~, silice en.’ fonction, des. conditions,. 
j climatiquels, et en; . .  particulier . .  des. . conditions. de drainage : . .  allitisation . en, zone équatpriale, 
’ monosiallitis.ation, en, milieu tropical humide moins lessivant,, bisiallitkation. en, milieu 
tropical, plus sec ([7] et [8] j. 
Or, lesL mesures de terrain. . I .  effectyées. depuis, une dizaine d’années, . .  ([9] et[ll]) s,ur des* s& 
ferrallitiques’ . ( .  et. ferrugineux tropicaux prouvent, lGport,an,ce, même sous végétation I 
n.aturelle non, dégradée, I .  des. transports’ I de matières , . I .  particulaires,. . .  Dans ces, conditions,, si’l’on, 
veut, établir des’ bilans. globaux, tput, à fait, complets . . * .  comme ceux tentés, récemment par 
exemple . .  en.Afrique’de . . .  l’Ouest . . /  ([12] et [13]), il apparaît, nécess,aire’d’envis,ager . .  . la mise en jeu 
de transferts. de . .  matière, . n,on. seulement, . . .  à Sétat, soluble, mais, aussj s,ous forme: solide. 
C’est, la raiS.on, pour . , laquelle . .  . à 1’occasion~’d’une recherche menée par l’Office . de . I  la 
Recherche scientifique . . ,  et technique . Outre’ Mer (O.R.’S.T.O.M.), s y r  la dyhamique actuelle , .  
des sLols en milieu tropical, [14], il a été décidé de . réaliser , ,  un. invent,aire complet et, un. essai de 
quantification. , *  de tous les . . I  déplacements. . ,  . de matière rés,ult”ant, d’une part des. eaux 
atmosphériques, superficielles. et, souterraines. . 1 .  et d’autre part des. agents, biologiques* 
(végétaux et, animaux), dans, plusieurs écos)istemes sol-végétation. caractéristiques de 
l’Afrique de: l’Ouest,, depuis,’la forêt^ dense jus~qu’à la ) .  s’avane . spudan.0-s’ahélienpe. 
11. CONDITIONS DE MILIEU ET MÉTHODES D’ÉTUDE. - Le travail a été réa¡isd dans huit stations représentatives des. 
principaux écosys,tèmes de l’Afrique de ?Ouest, à l’aide d’une série de dispositifs, expérimentaux : pluviomètres, 
lysjmètres,, cases d‘érosion., cases delessivage oblique.. . Ceci a permis, de quantifier les. flux hydriques et les. transferts, 
de matières, s.olides et, eq s.olution, à 1,’échelle de parcelles, de 100 à 200 m2. L’expérimentation a été suivie en, c0ntin.u 
pendant 4 à 11 ans selon. les stations,. 
A partir de l,à, e n  considérant, la seule tranche de 2 m superficiels, et la végétation, qu’elle porte, un bilan. 
géodynamique a pu être établi pour chaque écosystème étudié. 
t 
Sont comptés : - comme apports, la charge chimique des pluies et les remontées biologiques profondes (provenant de plus Q em RmS,TmOmMn 
2 m de profondeur); r I 1 O. R. S.T. O. M.  sandi is Documentaire 1 
1324 - Série II C. R. Acad. Sc. Paris, t. 292 (25 mai 1981) 
- comme pertes, d'une part les enlèvements s,olides. et, s'olubles dus,à l'éros,ion.s,uperficielle, d'autre part la charge 
splide et, soluble, entraînée par l'eau de drainage et évent,uellement les exportations, par les cultures. 
Les. flux de matières en s~olution et en. s,uspension dans, l'eau s,ont simplement calculés en. faisant, le, produit des, 
volumes, d'eau correspondant aux différents termes du bilan, hydrique moyen (précipitations, ruissellement, 
drainages, vertical et oblique) par les, concentrations moyennes,, pondérées, par les, volumes,. Les, flux de matières, dus 
aux agents, biologiques s,ont évalues par cubage, sur le terrain, des, édifices, fabriqués~ annuellement par ces agents, 
(turricules, de vers, termitières ...) et, par l'an,alyse chimico-minéralogiques, de ces,   di fi ces^. Le: transferts d'origine 
végétale (chute de feuilles, ...) ont été également chiffrés. Ces évaluations .sont par défaut, puisque cert,ains transferts 
biologiques, restent occultes. 
Les, termes, apports et pertes, du bilan s,ont, ensuite, comparés, aux cycles internes (pluviolessivage, litières, végétales, 
et,remontée par la méspfaune) et, aux stocks (quantités, de matières immobilisées dans, la végétation.et, dans la tranche 
superficielle du s.01). Cette comparaison,, globale ou élément, chimique par élément, chimique, permet, de définir les, 
tendances, de la pédogenèse actuelle et de les situer par rapportà la différenciation, pédologique acquise par les effets 
cumulatifs, antérieurs~. 
TABLEAU I 
Caractéristiques écologiques des secteurs étudiés 
I .  
Climat 
Pluies E.T.P. 
-h 
annuelles T (OC) annuelle Végétation Roche 
.Stations, ("1 ("1 n,aturelle GéoEorphologie Sol mère 
. . . . .  
Sables 
tertiaires 1 Forêt . Plateau incisé Ferrallitiques dense pente très . . . . . . . . .  secondarisée jusqu'à 65 % désaturés Í Adiopodoumé. Subéquatorial Basse Côte d'Ivoire. 2 150 26,2" 1250 
. . . . . . . . .  
Granites 
Croupes résiduelles 
et 
long glacis 
pente 3 % 
Ferrallitiques 
moyennement 
. . .  désaturés 
Côte d'Ivoire 
septentrionale.. 1350 21,O" 1660 
Korhogo. Tropical de transition 
Savane 
arborée 
. . . . .  
Granites 
Croupes résiduelles Ouagadougou. Tropical pur 
Ferrugineux 
tropicaux 
(parcelle de Gonsé) 
Haute-Volta.. 860 28,l" 1905 . . . .  
pente 1 % 
III. RÉSULTATS ET INTERPRÉTATION. - Les, résultats. présentés* ici concernent les, trois. st,ations 
les, plus, représentatives, du milieu : zone équatpriale (Abidjan,), zone tropicale de transition 
(Korhogo) et, zone, à climat, tropical pur (Ouagadougou j. Les, 'conditions écologiques, 
correspondant, à ces, stations, s,ont, consignées, dans. le tableau J.; J 
Le tableau I .  II regroupe les bilans, géodynamiques relatifs, à ces'tfois sta!ions, tandis que le 
t,ableau III présente, les, quantités, de matières. impliquées, dans, les] cyclds internes# de chaque 
écos,ystème, (( s,ol-végét,ation, )) et, st~ockées dans, le, s.01 e!, dans, la végéiahon. En. vue, de $en. 
tenir aux résultats essentiels, on s'est, coritenté de reporter dans Ux les, masses, se,mi- 
globales par groupe, d'éléments,; ainsi, dans, chaque case (colon,nes, 1,3,4'et, 6 du tableau " .  II et' 
1, 2, 3, 4 et 5 du tableau III), ie pre,mier nombre correspond à la s.omme des éléments 
, organophiles (C, N, P), le second à la somme des bases (Na, K, Ca et Mg), le troisième aux 
ses,quioxydes (SO, combinée, Al,O,, Fe,,03) et, le, quatrième, au t"ot,al de matière minérale, et 
organique. La différence, entre ce total et la s,omme des. Cléments. résulte, s,oit, des* anions, pon 
reportés, (SO,, C1, HCO, : cf. colonnes 1 ,4  et, 6 du tableau II et colon,ne, 3 du tableau III), 
.......... .. - - .. -. ~~ - -- . . . . . . . . . . . .  ................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . .  ....... 
TABLEAU II 
Bilans géodynamiques de trois écosystèmes naturels d’Afrique occidentale. 
Les écosystdmes considérés intègrent la tranche de 2 in de sol superJicielle et  la végétation anntrelle qui s’y développe. 
Gains annuels Pertes annuelles 
Érosion de surface Drainage profond 
Pluies biologiques s,olide en s,olution solide en solution. tptales, s.olution. ( %) 
- n 
- u ---- Pertes en Pertes Transferts (“j 
(4) (5) (6) (7) (8) (1 1 (2 1 (3) 
Stations 
- 10,5 
. . . . . .  173 38 Forêt. - 
1,4 02 
32,2 5,o 0,7 
0,3 
. . . . . . . . . . .  127 12 0,03 0,17 - 0,15 - ] :$ 1 Moyen Korhogo : Savane. 
17,3 1 2  , Ouagadougou : 
I 11,8 
0,15 
Important I Y:? 0,05 . -  
. -  - 
Adiopodoumé : 
64,6 103,d I b )  
- 
- -. 
14,3 
. . . . . . . . . .  . 30 4 
. -  
102,6 (*) 
0,95 0,14 - 0,16 
Gorisé). : 1 Moyen, 0,17 - 0,22 
OJ.5 1 Savane (parcelle de - -  . -  0,1 
0,5 14,3 (*I 0,7 ~. 
Tous les nombres s.ont exprimés. en tonnes par kilomètre carré, s‘auf ceux de la colonne 8. 
(“1 Ces transferts corres,pondent, à des, remontées de terre provenant de plus, de 2 m de’profondeur. 
(b) Valeurs obtenues d’après la charge moyenne en fractions fines et colloïdes, contenues dans, les eaux de drainage oblique, prélevées, vers 1,50 m de profondeur. 
TABLEAU III 
Masses impliqtiées dans les cycles iiiteriles et  stoclcées dans trois écosystèmes naturels étudiés. 
. . .  
Stocks Cycles internes annuels 
E21 
A 
h - 
. Transferts, biologiques . . pl . Stockage ~41 Stockage [51 . -  _ .  PI - Litières 
Stations et débris végétaux (“1 Pluviolessivats dans les, arbres dans, le sol ( b )  
Adiopodoumé : 
Forêt. . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . .  
Korhogo : 
Savane arborée. . . . . . . . . . . . .  
13,4 
0,4 
51,3 - 
. I l  O00 . 400 
26 1 ( 40’ 
6 I,, 
219 
7 Ouagadougou : Savane (parcelle de Gonsé). . . . . .  
500 2 1, 
120 
Tous les nombres sont exprimés en tonne par kilomètre carré. 
(“) Ces transferts correspondent à des remontées de terre provenant de moins de 2 m de profondeur. 
(*) Les quantités se rapportent à la tranche 0-30 cm superficielle du sol. 
? 
25 650 
233 - 
51 O00 
Faible 
Négligeable 
5 107 
42 
66 250 
390 O00 
2 402 
180 680 
58 292 
PLANCHE II
ZO N E SUB E O U ATO R I A LE 
FORET DENSE 
DYNAMIQUE DU SOL 
ILLUVIATION DES ARGILES 
MORPHOLOGIE DU SOL 
ZONE TROPICALE 
SAVANE ARBUSTIVE 
Profonde et verticale 
diffuse 
homogène 
' I  
Transports soli des 
Transports en solution 
Superficielle et verticole 
localisee 
differenciée (texture) 
C. R. Acad. Sc. Paris, t .  292 (25 mai 1981) Série II - 1327 
’ 8 soit de minéraux résiduels résistant à l’attaque chimique (quartz, oxydes de fer, 4. colonne 3, 
tableau II et colonnes 2 et 5, tableau III), soit encore à de l’eau combinée (colonnes 1 et 4, 
tableau III). Tous les nombres sont exprimés en tonnes par kilomètre carré. 
Dans cette Note, . .  nous n,ous, limiterons à an,alyser . .  1es’Jlux globaux, puis, à discuter leur 
nature, à comparer . .  leur . intensité seloi, les. . .  statioiis, et enfin. à confronter ces, flux aux cycles 
internes et aux stocks,. 
1. Injluence du milieu bioclinzatique. - Tout d’abord, pour les, trois, stations, considérées,, 
les, bilans, s,ont, sensiblement équilibrés : les , . .  apports. , (t,ableau . .  II, colon,nes, 1 et, 2) s’ont, égaux ou 
supérieurs, aux pertes, totales, . (tableau . .  II, colonne 7), s,urtout, s i  l’on. tient, compte des, 
remontées biologiques profondes qui n’ont, pas pu être quantifiées, mais qui, d’après les . I  
transferts biologiques’ coiistatés, dans, . la . .  tranche’de . 2 m s<uperflciels . (tableau , .  III, colonne 2), 
doivent correspondre à des . .  t,onn.ages, importants. Les diffe’rents rnilieux sont doncstables et la 
savane sèche ‘l’est a,utant que la forêt subéquatorigle ; 
- en, second lieu, dans t,ous’les cas,, . .  les pertes, , s,ont~ en.majorité duesà des, transportssolides, 
essentiellement s.ous forme de suspensions de particules# fines* ou de, colloïdes., entraînées, 
verticalement, par les eaux de drainage. Cette prépondérance I .  des, transports solides. se 
manifeste même, e,n. milieu équatprial où pourtant , les , pertes, , . .  en. solution. sont, t,oujours très. 
importantes; 
- c’est donc le (( lessivage N au sens le plus, général du terme (transfert, subvertical des, 
particules, , .  fines* en, suspension, dans, les: eaux de drainage) qui . apparaît , .  comme le mécanisme 
prépondérant’ de l’évolution, pédologique , .  actuelle , s.ous végétation. n,aturelle n,on. dégradée. 
L‘intensité de ce mécanisme semble . .  ne pouvoir être I .  . égalée . .  et,quelquefois, dépassée que dans. 
deux cas. seule,ment, : en, région. équatoriale hyperhumide, par la lixiviation. (transport, par les, 
eaux de drainage en solution) ou en. milieu tropical . .  sec par . ‘l’érosjon syperficielle (transbort 
solide . .  par les, eaux de ruissellement). . .  , 
. . , .  
III. CONCLUSIONS. - Les, bilans, géodynamiques globaux ét,ablis dans les, trois‘ stations les, 
plus, représentatives . . . .  de . grands écos,ystèmes . .  ’ intertropicaux permettent de chiffrer 
l’import,ance relative I .  t ,  des’ trois, mécanismes fondamentaux de , .  ia pédogenèse actuelle : (1) le 
lessivage, c’est-à-dire le . .  transfert‘ vertical . , . .  de fractions. fines. et , . de , colloïdes . . . I en. suspe,nsion par 
les eaux de drainage; . , (2) la lixiviation, c’est-à-dire le . .  transfert, , . . .  vertical des, éléments’ en, 
s.olution. par les* eaux de . drain.age; . . .  (3) Z’érqsion mdcanique d’éléments, s’olides de tputes, tailles, 
mais. préférentielle ment^ . . . . l’enlèvement . , . , de particules. fines, (érosion. sélective . .  I provoquant, un, 
appauvrissement de surface). On peut. negliger ici les, transferts. . .  en. s,olution. dans, les eaux de 
I 
. 2. Comparaison des bilans avec l e s jux  internes et  les stocks (tableau III). - On. coiistate 
que lesL pertes. s.ous végét,ation n,aturelle s.ont~ faibles, n,on. seulement, . . par rapport, aux réserves~ 
contenues dans les 30 premiers. centimètres du sol et à celles immobilis,ées dans les arbres, 
mais aussi par rapport aux quantités recyclées chaque année par l’activité biologique, 
retombée des litières végétales et remontées de terre par la faune du sol (tableau III, 
colonnes 1 et 2 respectivement). 
L’horizon, superficiel du s.01 reçoit, donc chaque, an,née plus d’éléments, et, notamment . . .  
d’éléments’ nutritifs, (s’auf peut-être de potassium), qu’il n,’en perd sous’ forme s.olide ou en, 
splution,; il s’ensuit une croissance optirnuni des végétaux et ungtockage progressij’des Cléments 
’ dails le sol. 
, . ,  
, .  .. . I I ”  
-. - 
I 
1328 - Série II C. R. Acad. Sc. Paris, t. 292 (25 mai 1981) 
On, aboutit, ainsi, spus, végétation, naturelle, au classement, suivant, (résultats, exprimés, en, 
’ 
tonnes par kilomètre carré et par an) : 
Abidjan, : 
Forêt dense. . 
Korhogo : 
Lessivage, 
(103) 
Savane soudanaise. . . . . . . . . Lessivage 
(102) 
Ouagadougou : 
Savane spudano-sahélienne. . . Érosion 
mécanique 
(15) 
> Lixiviation, 9; Érosion 
(64) mécanique 
(5 1 
9 Lixiviation #. Érosion 
(14) mécanique 
(10) 
I #’ Lessjvage > Lixiviation 
(14) (0,7) . 
Ce classement, atteste I’inte,nsité des, transgorts, de, matière sous forme particulaire dans tot@ 
les cas, même e n  milieu subéquatorial très, hydrolys’ant; et, lixiviant,. On. npte, par ailleurs que, 
spus, végétation, n.aturelle non. dégradée,, les, transferts~ suivant, la verticale s,ont, toujours, 
importants. , . . L’érosjon, mécanique latérale . I  ?ug&eqte certes ?u fur et à mesure que l’on, se, 
rapproche, des^ zones, les, plus, sèches,,  mais^ elle reste, assez faible;  quant^ au drainage oblique,, il 
re,présente e,n. moyenne, moins. de, 1 % des bilans, hydriques, an,n.uels [14]. Les deux sit,uations 
les plus extrêmes, sont, schématisées, s.ur la figure. 
Mais, cette dynamique prépondérant?, par lessivage vertical ne, conduit, pas. nécess,airement, 
à l’individualis,ation, de profils de s,ols (( lessivés D, c’est-à-dire présent’ant une différenciation, 
texturale . I nette. . . , C’est, ainsj que dans, les, sols, ferrallitiques~, le, dépôt, des, coll,oïdes, et, fractions. 
fines . I  se  produit^ tpujours, d’une, manière, diffuse, et, ne, se, manjfeste que dans,  les^ niveaux très. 
profonds,. En, revanche, dans. les. s,ols, ferrugineux tropicaux, un, horizon. d’accumulation. 
arrive à se développer plus, aisément,, du fait, que la pénétration, s,ouvent, moindre, des flux 
hydriques, va de pair avec une,  plus^ faibie, intensité des remaniements, dus, à l’activité 
biologique. 
(*) Remise le 11 mai 1981. 
[l] G. MILLOT, Géologie des argiles, Masson, Paris, 1964, 499 p. 
[2] F. LELONG, Thèse Sc., Nancy, 1967, 188 p. 
[3] G. BOCQUIER, Thèse Sc., Strasbourg et Mém. O.R.S.T.O.M., 62, 1971, 350 p. 
[4] R. BOULET, Thèse Sc., Strasbourg et Mém.  O.R.S.T.O.M., 85, 1974, 272 p. 
[5] J. C. PION, Thèse Sc., Strasbourg, 1979, 220 p. 
[6] J. C. LEPRUN, Thèse Sc., Strasbourg, 1979, 222 p. 
[7] G. PEDRO, Rev. Géogr. phys. et Géol. dynam., 10, 1968, p. 457-470. 
[8] Y. TARDY, Thèse, Strasbourg et Mém. Serv. Carte géol. Als. Lorr., 31, 1969, 199 p. 
[9] E. J. ROOSE, Commun. 6” Confér. biennale W.A.S.A.-A.S.O.A., Abidjan, 1968, 10 p. 
[lo] E. J. ROOSE, Cahiers O.R.S.T.O.M., série Pédologie, 8, 1979, p. 468-482. 
[ l l ]  E. J. ROOSE, Cahiers O.R.S.T.O.M., série Pédologie, 15, 1977, p. 67-94. 
[12] J. Y. GAC, Thèse Sc., Strasbourg et Trav. e t  Doc. O.R.S.T.O.M., 123, 1979, 251 p. 
[I31 A. BLOT, Travaux et  Doc. O.R.S.T.O.M., 114, 1980,430 p. 
[14] E. J. ROOSE, Thèse Sc., Orléans, 1980, 587 p. 
. 
E. J. R. et R. F. : O.R.S.T.O.M., 24, rue Bayard, 75008 Paris; 
F. L. : Laboratoire de Géologie appliquée, Université d’Orléans, 45046 Orléans Cedex; 
G. P. : Laboratoire des Sols, C.N.R.A., route de Saint-Cyr, 78000 Versailles. 
- . -.- - -.- . --. - ~ .... .. - - .  ..... . - -  - . . .... ~ . 


Sur l'importance des transferts en phase solide dans la dynamique actuelle de sols ferrallitiques et ferrugineux d'Afrique occidentale : cas des milieux sous végétation naturelle

Sur l'importance des transferts en phase solide dans la dynamique actuelle de sols ferrallitiques et ferrugineux d'Afrique occidentale : cas des milieux sous végétation naturelle

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