A5 Saturation persistante et hydromorphisme

Topique

La saturation persistante se produit lorsque la nappe phréatique reste très proche de la surface du sol pendant des semaines, voire des mois. Ce phénomène est généralement dû à une recharge latérale, à la remontée d'une nappe captive ou à une topographie plane, rendant le drainage insuffisant pour évacuer l'eau.

Ce même sol saturé perd son aération normale et développe des conditions anaérobies : les bactéries qui le peuplent consomment d'abord tout l'oxygène dissous dans l'eau, et c'est cette raréfaction d'oxygène qui les amène à utiliser successivement les nitrates, le manganèse, le fer et les sulfates comme accepteurs d'électrons pour poursuivre leur respiration, selon un ordre qui suit de près le potentiel redox du sol.

Au cours de ce même processus anaérobie, la réduction du fer de sa forme ferrique à sa forme ferreuse est responsable de l'apparition des teintes grises et bleutées caractéristiques du gleyification – un marqueur visuel permettant de reconnaître, même des années plus tard, qu'un sol a été saturé.

C’est cette même pression interstitielle positive et persistante, générée par la saturation, qui réduit le coefficient de sécurité des talus, déjà décrit comme le point de rupture des glissements de terrain. Dans les sols à texture fine, elle peut même déclencher la solifluxion, un lent déplacement de la couche superficielle saturée vers l’aval.

Le modèle quantitatif qui décrit toute saturation persistante intègre l’équation de Richards, qui régit la dynamique verticale de la nappe phréatique, à la géochimie redox du sol, reliant ce potentiel redox à la teneur en oxygène dissous et à la consommation microbienne qui l’épuise. Ainsi, de la nappe phréatique stagnante près de la surface, point de départ de ce document, au lent déplacement du sol saturé, point final, la saturation persistante fait qu’un sol d’apparence statique cache, en son cœur, une chimie et une mécanique qui modifient profondément son comportement.

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