Fiche Synthese CAH
BTS Agronomie & Productions Végétales Agronomie - Agronomie du Sol
Le Complexe Argilo-Humique (CAH)
Synthèse de cours : structure, pouvoir adsorbant et dynamique de l'eau
1. Nature et structure du CAH
Le Complexe Argilo-Humique (CAH) est l'association colloïdale macromoléculaire d'argiles (minérales) et d'humus (organique). Ces deux constituants portent des charges superficielles négatives (substitutions isomorphes pour les argiles, groupements carboxyles/phénoliques pour l'humus). Leur liaison directe est impossible par répulsion électrostatique.
Liaison par ponts calciques
Humus (-)
Ca2+
Argile (-)
Le cation bivalent Ca2+ (ou Mg2+) surmonte la répulsion et permet la floculation des colloïdes, structurant le sol en agrégats stables.
Dispersion et Dégradation
Humus (-)
Na+ / H+ Répulsion
Argile (-)
En l'absence de cations bivalents, les ions monovalents hydratés (Na+) entraînent la dispersion des argiles, provoquant le colmatage du sol.
2. Le Pouvoir Adsorbant et la CEC
Le CAH retient les cations de la solution du sol par attraction électrostatique réversible. C'est le pouvoir adsorbant du sol. Cette réserve de nutriments protège les cations du lessivage tout en les maintenant biodisponibles.
Capacité d'Échange Cationique (CEC) :
Quantité maximale de cations qu'un sol peut adsorber par unité de masse de sol sec. S'exprime en meq/100g de sol ou en cmol(+)/kg.
Taux de Saturation (V) :
Proportion de la CEC occupée par des cations dits "basiques" (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) : V (%) = (S / CEC) × 100 où S est la somme de ces cations échangeables.
Force d'adsorption (Série Lyotrope) : Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+
3. Rôle structural et dynamique de l'eau (RU)
Stabilité Structurale
Le CAH cimente les sables et limons. Un sol riche en CAH floculé résiste mieux à la battance et à l'érosion.
Porosité & Aération
La structure agrégée crée une double porosité (micropores hydriques et macropores d'aération).
Réserve Utile (RU)
L'humus augmente la capacité de rétention d'eau en élevant le point de flétrissement et la capacité au champ.
4. Leviers agronomiques d'optimisation
| Problématique constatée | Indicateur analytique | Action agronomique corrective |
|---|
| Acidification & décalcification | pHeau < 6.0 ; Taux V < 70% | Chaulage (apport d'amendements calciques et magnésiens : chaux, carbonate) |
| Déficit structurel (érosion, battance) | Rapport Carbone/Azote (C/N) inadapté | Apport d'amendements organiques stables (compost mûr, fumier pailleux) |
| Saturations déséquilibrées (ex: excès de K+) | K/CEC > 8% ou Mg/CEC < 5% | Pilotage fin de la fertilisation minérale et rééquilibrage de la fumure cationique |
BTS APV - Agronomie 1re année Fiche de Synthèse - page 1/2
BTS Agronomie & APV
TD appliqué : Dynamique du Sol & CAH
Nom : ____________________
Prénom : _________________
Date : _____/_____/_________
Exercice 1 : Calculs de saturation et équilibre (8 points)
L'analyse chimique d'un sol de limon argileux donne les résultats suivants pour la garniture en cations échangeables (en cmol(+)/kg de sol sec) :
Ca2+12,40
Mg2+1,20
K+0,60
Na+0,10
La Capacité d'Échange Cationique (CEC Metson) mesurée est de 18,50 cmol(+)/kg. Les cations H+ et Al3+ occupent le reste de la CEC.
1.1. Calculer la somme des bases échangeables (S) et le taux de saturation du sol (V) en %. (Montrez le calcul)
1.2. Déterminer la quantité d'ions acides échangeables (H+ + Al3+) sur le CAH. Interpréter l'état d'acidité du sol.
1.3. Analyser la saturation en potassium (K/CEC %). Est-elle équilibrée (optimum : 3 à 5% de la CEC) ?
Exercice 2 : Rôle physique et amendement calcique (12 points)
Un agriculteur constate que sa parcelle s'est fortement colmatée après d'importantes pluies printanières (formation d'une croûte de battance). L'analyse indique un pHeau de 5.4 et un taux de saturation (V) de 52%. Le sol a une texture de limon limoneux-sableux, pauvre en matière organique (1.2%).
2.1. Expliquer le phénomène de colmatage et de battance observé en faisant le lien avec l'état chimique du CAH.
2.2. L'agriculteur souhaite effectuer un apport d'amendement basique. Expliquer l'action physique et chimique de cet apport sur la structure du sol et sa Réserve Utile (RU).
BTS APV - Agronomie 1re année TD & Applications - page 2/2
Dossier Examen CAH
Brevet de Technicien Supérieur Épreuve de Synthèse Agronomique
BTS APV & AGRONOMIE — ÉPREUVE E4
Dossier Technique : Écophysiologie et Dynamique des Sols
Session 2026
Thématique : Impact de l'état d'amendement calcique sur les propriétés physiques et hydriques des sols limoneux
L'étude porte sur une exploitation de la plaine de la Woëvre (sol de limon argileux sensible à la battance). Deux parcelles adjacentes présentant des historiques d'amendements contrastés sont comparées afin d'évaluer le rôle du calcium échangeable sur la structure et la réserve en eau.
DOCUMENT 1 : Le rôle du calcium sur la floculation et la stabilité structurale
« Dans les sols riches en argiles et en matières humiques, la stabilité vis-à-vis des agressions physiques (pluie, contraintes mécaniques) dépend de l'état de floculation des colloïdes. Les forces répulsives de nature électrostatique entre charges négatives empêchent l'agrégation spontanée des feuillets d'argile. L'adsorption de cations multivalents, au premier rang desquels le calcium (Ca2+), permet d'abaisser l'épaisseur de la double couche diffuse et de former des ponts de liaison stables entre les acides humiques et les argiles. Ce processus favorise un état floculé stable. À l'inverse, une décalcification progressive induit la présence dominante d'ions hydratés de plus faible affinité (H+, Na+) favorisant la dispersion des argiles lors de l'humectation, rendant le sol sensible à la désagrégation et à la formation d'une croûte de battance imperméable. » — D'après GOBAT et al., Le sol vivant, 2021.
DOCUMENT 2 : Résultats d'analyses physico-chimiques comparatives (Horizon 0-20 cm)
| Indicateurs analytiques | Parcelle A
Sans amendement calcaire depuis 15 ans | Parcelle B
Amendée régulièrement (Carbonates) |
| --- | --- | --- |
| pHeau | 5,3 (Acide) | 6,7 (Neutre) |
| CEC Metson (cmol(+)/kg) | 14,2 | 15,8 |
| Calcium échangeable Ca2+ (cmol(+)/kg) | 6,4 | 12,6 |
| Taux de Saturation de la CEC : V (%) | 48 % | 85 % |
| Taux de carbone organique (%) | 1,1 % | 1,8 % |
| Indice d'instabilité structurale Is (Hénin) | 1,95 (Très instable, battant) | 0,65 (Stable, agrégé) |
| Porosité totale (%) | 42 % | 51 % |
Note : Un indice d'instabilité Hénin supérieur à 1,5 indique un risque très élevé de battance et de déstructuration de la couche de surface.
DOCUMENT 3 : Caractéristiques hydriques des parcelles (Réserve Utile et Infiltration)
Réserve Utile Estimée (RU sur 0-80 cm) :
- Parcelle A : RU = 82 mm (Présence d'une semelle de labour superficielle, compactage de l'horizon de transition).
- Parcelle B : RU = 115 mm (Sol bien structuré, enracinement profond, forte rétention d'eau par l'humus).
Corrige Examen CAH
Réservé aux Correcteurs — Document Interne Corrigé Officiel & Barème
BTS APV & AGRONOMIE — CORRIGÉ ÉPREUVE E4
Sujet d'examen : Complexe Argilo-Humique & Structure du Sol
Barème / 20 pts
Consignes de correction :
La correction doit valoriser la rigueur scientifique des raisonnements et la précision du vocabulaire technique employé (floculation, dispersion, pont calcique, série lyotrope, CEC, etc.). Les calculs intermédiaires doivent être explicités pour obtenir l'intégralité des points.
Partie 1 : Restitution et Analyse de données / 10 points
Question 1.1 (Lien calcium - instabilité structurale) / 3 pts
- Pont calcique (1,5 pt) : Le calcium (Ca2+), cation bivalent à fort pouvoir floculant, neutralise les charges négatives superficielles de l'argile et de l'humus, formant des liaisons pontées stables.
- Floculation vs Dispersion (1 pt) : Un sol saturé en Ca2+ reste sous forme de floculats stables. Sans Ca2+ (parcelle A), les ions hydratés de faible affinité (H+, Na+) s'adsorbent et dispersent les argiles au contact de l'eau.
- Cohésion physique (0,5 pt) : La dispersion conduit à la rupture de la structure agrégée et au développement d'un état très instable (Is de 1,95) avec formation d'une croûte de battance.
Question 1.2 (Comparaison analytique des parcelles A et B) / 4 pts
- Acidification et Désaturation (1,5 pt) : La parcelle A est très acide (pH 5,3 vs 6,7 en B) et son taux de saturation est bas (V = 48 % vs 85 % en B) traduisant un déficit sévère de Ca2+ échangeable (6,4 vs 12,6 cmol(+)/kg).
- Stabilité Structurale (1,5 pt) : La décalcification est corrélée à une instabilité structurale critique en A (Is de 1,95 contre 0,65 en B). La porosité totale de la parcelle A chute à 42 % (vs 51 % en B) par tassement.
- Richesse Organique (1 pt) : La teneur en carbone organique est plus faible en A (1,1 % vs 1,8 %), ce qui nuit également à la formation stable du complexe argilo-humique.
Question 1.3 (Détérioration de la Réserve Utile) / 3 pts
- Rétention et tassement (1 pt) : La perte d'humus stable et la déstructuration réduisent la microporosité responsable de la capacité de rétention d'eau.
- Enracinement restreint (1 pt) : La semelle de labour superficielle bloque le développement racinaire en profondeur, limitant la zone d'exploration et abaissant la RU efficace de 115 mm à 82 mm.
- Infiltration bloquée (1 pt) : La conductivité hydraulique dégradée (Ks = 2 mm/h en A vs 18 mm/h en B) limite fortement l'infiltration et la recharge hivernale de la RU.
