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Composition du jury :

Dr. Laurent Augusto, Directeur de Recherches, INRA Bordeaux (Rapporteur)

Dr. Stephen Hillier, Professeur, The James Hutton Institute, Aberdeen (Ecosse) (Rapporteur)

Dr. Isabelle Basile-Doelsch, Directrice de Recherches, INRA Aix-en-Provence (Examinatrice)

Dr. Edson Bortoluzzi, Professeur, Université de Passo Fundo (Brésil) (Examinateur)

Dr. Alain Meunier, Professeur des Universités, Université de Poitiers (Directeur)

Dr. Fabien Hubert, Maître de Conférences, Université de Poitiers (Directeur)

Dr. Marie-Pierre Turpault, Directrice de Recherches, INRA Nancy (Directeur)

Résumé de la thèse :

Dans les sols acides, le processus d’aluminisation conduit à la formation de minéraux argileux hydroxy-alumineux (HIMs) par la fixation d’aluminium dans l’espace interfoliaire des feuillets expansibles (feuillets HI). La caractérisation des HIMs issus d’un Alocrisol a été réalisée par modélisation des diffractogrammes de rayons X (raies 00l) de la fraction <2 µm et de ses sous-fractions (<0.05, 0.05-0.1, 0.1-0.2 et 0.2-2 µm). Cette étude a montré que les HIMs sont des minéraux interstratifiés à deux ou trois types de feuillets (HI, illites et/ou expansibles) et que la majeur partie des feuillets HI est concentrée dans les minéraux riches en feuillets d'illites. La proportion relative de feuillets HI par‑rapport à celle des feuillets expansibles diminue avec la taille des particules. De plus, la persistance de feuillets illitiques a été observée dans les HIMs notamment dans la fraction fine (<0.05 µm). Afin de tester l’effet de la taille des particules sur l’aluminisation, des expériences d’auto-aluminisation de vermiculites saturées K⁺ ou Ca²⁺ séparées en trois fractions (0.1-0.2, 1‑2 et 10-20 µm) ont été tentées. Toutes montrent l’importance du couple taille-cation interfoliaire sur le contrôle de l’échange et de la dissolution qui sont les processus de premier ordre pour l’aluminisation. C’est dans les expériences mettant en jeu les K‑vermiculites que la compétition entre ces deux processus conduit à la formation de minéraux interstratifiés aluminisés à trois composantes. De plus, le degré d’aluminisation diminue avec la taille des particules et la persistance de feuillets illitiques a été observé comme dans les fractions infra-micrométriques de sol. La compétition entre échange et dissolution sont donc très probablement le moteur des évolutions minérales dans les sols.