Objet de l'activité (principaux thèmes à aborder)

Au même titre que les cours de Physique du sol et de Biologie du sol, le cours de Chimie et biochimie du sol doit compléter et approfondir les éléments exposés dans le cours de Pédologie du tronc commun. Il doit aussi déboucher sur des applications directes des notions enseignées : applications dans le domaine des pratiques culturales, de la protection de l'environnement, de l'optimisatio nde la nutrition bégétale, de la conservation des sols (notamment des sols irrigués). A cet effet, ce cours doit permettre d'élaborer des modèles quantitatifs susceptibles de calculer a priori l'impact des facteurs du milieu (naturels et anthropiques) sur l'évolution des propriétés chimiques du sol. Ce cours n'est pas un cours de Pédogénèse. Il doit traiter de l'évolution à court terme (quelques semaines à quelques années) des propriétés pédoagronomiques du sol, par opposition à la pédogenèse qui s'attache à l'évolution à long terme des sols (quelques dizaines ou centaines d'années à quelques millénaires).
Contenu du cours théorique.
1. Dynamique des bases échangeables et des sels solubles dans le profil pédologique : solutés non réactionnels, solutés réactionnels, modélisation des processus de convection-dispersion, d'échange ionique, de précipitation/dissolution. (Application aux sols irrigués, salinisation, sodification, alcalinisation).
2. Acidité des sols : mécanismes fondamentaux d'acidification, modélisation des équilibres entre bases és et cations acides H et Al. (Applications dans le domaine de la toxicité aluminique et des retombées atmosphériques acidifiantes).
3. Eléments-traces dans le sol : modélisation des processus d'adsorption, de complexation organo-minérale, de précipitation et de transfert. (Applications dans le domaine de la nutrition végétale ede la protection de l'environnement, rôle épurateur du sol).
4. La rhizosphère : étude des mécanismes de transfert chimique entre sol et racine (notamment K, P, Mg, SO4), altérations et synthèses minérales dans la rhizosphère. (Application dans le domaine de l'optim de la nutrition végétale, en sols agricoles et forestiers).
5. Chimie et biochimie de la racine : étude des propriétés "passives" de la racine (par opposition à ses fonctions physiologiques actives) en relation avec la charge électrique. (Applications dan domaine dl'écologie sol-plante).
Exercices : Utilisation de modèles mathématiques existants et construction personnelles de modèles simples. Réalisation d'expériences de transferts chimiques en c

Résumé : Contenu et Méthodes

Le cours de chimie et biochimie du sol vise à approfondir la connaissance des mécanismes (bio)-physico-chimiques qui gèrent la dynamique du sol à une échelle de temps de quelques jours à quelques années (par opposition à la pédogenèse qui étudie les mécanismes de formation des sols à l'échelle de quelques dizaines ou quelques centaines voire quelques milliers d'années). L'originalité didactique de ce cours est qu'il fait un large appel à la modélisation mathématique sur ordinateur : les lois physico-chimiques des processus étudiés sont exposées de façon conventionnelle ("ex-cathedra"), ces lois sont rassemblées dans un modèle mathématique, des solutions numériques sont recherchées de façon à pouvoir construire des programmes informatiques qui sont manipulés par les étudiants. La discussion porte alors essentiellement sur les résultats des calculs fournis par l'ordinateur, et sur leur adéquation avec la réalité. Les sujets traités peuvent varier d'une année à l'autre, selon l'intérêt des étudiants, en relation par exemple avec leur sujet de mémoire. A titre d'exemple, on peut étudier par cette méthodologie les facteurs qui conditionnent la composition de la solution du sol (échange ionique, précipitation, dissolution, adsorption... en sols acides, en sols calcaires, etc ...). La modélisation mathématique est particulièrement adéquate pour étudier de façon quantitative les processus de transfert des solutés dans le sol (sels, éléments nutritifs, éléments toxiques pour la plante, éléments polluants, etc...). Cette technique permet d'appréhender les conditions physico-chimiques particulières de la rhizosphère (une attention particulière est portée dans ce cours à la physico-chimie de la racine). Ce cours peut aussi comporter des exposés par des chercheurs belges et étrangers.

Autres crédits de l'activité dans les programmes