FR1241898A - Perfectionnements aux procédé et produits pour le conditionnement du sol - Google Patents

Description

Perfectionnements aux procédés et produits pour le conditionnement du sol. La présente invention a trait aux procédés et aux produits pour le conditionnement du sol, c'est-à-dire pour antélinrer les qualités phy siques de celui-ci en vue de récupérer pour l'agriculture des terrains stériles, de lutter contre l'érosion, ainsi que pour d'autres appli cations semblables.

On connaît des procédés de conditionnement du sol dans lesquels on incorpore à celui-ci des produits poly-électrolytiques, tels par exemple que ceux décrits dans le brevet israélien n 6.573 du<B>19</B> mars 1952 et vendus sous la marque de fabrique Krilium. Ces produits pro voquent la floculation des colloïdes du sol à condition que celui-ci soit et reste humide et qu'il possède initialement une certaine quan tité (le matière colloïdale. Mais les procédés et produits connus n'ont aucun effet d'améliora tion ou de conditionnement vis-à-vis de sols entièrement stériles ou manquant de colloïdes, tels que le sable ou le loess, et qu'ils n'agglu tinent pas.

L a présente invention a pour objet de per mettre d'établir des procédés et des produits pour le conditionnement du sol, qui soient effi caces vis-à-vis des sols arides qui ont le plus besoin d'être protégés et conditionnés, et plus particulièrement vis-à-vis de ceux pauvres en colloïdes ou en matières mucilagineuses ou n'en comportant pas. Ces sols sont en outre en géné ral déficients en azote. L'invention vise encore à faire comporter à un sol une réserve d'azote qui devienne disponible pour les plantes lorsque ce sol est ensuite planté et arrosé, par exemple par irrigation.

L'invention a pour objet un procédé de con ditionnement des sols arides qui consiste à pro duire sur place des grains individuels<B>nu</B> des mottes de terre agglutinés par un liant durcis sant azoté, appliqué sous forme de solution ou de dispersion aqueuse. L'invention a encore pour objet des produits liants pour la mise en oeuvre du procédé pré cité, lesquels comportent comme constituant principal une substance azotée durcissante natu relle ou synthétique, ou un mélange de telles substances, par exemple une colle protéinique, telle que la colle d'os, la colle de peau ou la colle de poisson, ou encore des résines synthé tiques à une phase de faible polymérisation et susceptibles de se durcir sous l'effet du rayon nement solaire ou au contact avec l'air chaud.

Des produits convenant plus spécialement au but recherché par l'invention sont constitués par des solutions aqueuses de résine urée-for- inaldéhyde, plus particulièrement celles qui, soumises à l'essai néphélométrique suivant 1. irlursztyn (Frzemysl Chemisczny Warszawa 10, 1954, p. l93), exigent pour 5 cm' de solution aqueuse, l'addition de 2 à 20 ciii-, d'une solution aqueuse d'acétate de sodium à 30 >o en poids, à une température de 18 C, pour présenter l'opa cité normalisée exigée par cet essai (non-visibi- lité d'une marque ou signe à travers une couche de solution de 3 mm d'épaisseur). Donnent également satisfaction les produits de conden sation solubles dans l'eau de la mélamine et de la formaldélty de, ceux de la dicyandiamide et de la formaldéhyde, ceux de la guanidine et de la fornialdéhyde, ainsi que les mélanges de telles résines préparés avec divers rapports de composants au cours de leur condensation et /eu après leur préparation; de façon plus générale l'on- peut utiliser comme agents pour la mise en oeuvre de l'invention les produits de conden sation mélangés existant, solubles dans l'eau et/ ou miscibles avec celle-ci et qui renferment de l'azote.

L'expérience a montré qu'un sol aride condi tionné conformément à l'invention est préservé de l'érosion et se transforme en une terre uti lisable pour l'agriculture, et cela d'autant plus chie les plantes n'éprouvent pas de difficulté à tirer parti pour leur nutrition de l'azote ren fermé par les agents agglutinants.

Dans la mise en oeuvre de l'invention pour la récunération des sols désertiques mouvants et des dunes de sable, il suffit de créer sur le sol une couverture de petites mottes de terre <U>r</U> anriication <U>du p</U>roduit agglutinant sous forme de gouttelettes séparéës -lës--ünes =-des- autres. Une telle couverture n'a pas besoin d'être continue, car même avec un écartement d"e_:. viron 10 cm entre les diverses mottes, elle suffit à bloquer le mécanisme délicat de sautillement dont dépend le mouvement du sable, contrai rement à ce qui est le cas pour le transport de la poussière par le vent.

Lorsqu'on utilise l'invention pour empêcher l'érosion, l'on répartit des gouttes du produii agglutinant sous la forme de rangées relative ment plus denses, orientées transversalement par rapport à la pente du terrain. La pluie qui tombe sur une pente ainsi pré-conditionnée ne court pas régulièrement et ne détermine pas la formation de filets susceptibles de faire des cendre le sol; au contraire les gouttes de pluie sont retenues par les rangées transversales de mottes de terre et chacune d'elles s'infiltre dans le sol<B>là</B> où elle est tombée, ce qui constitue en fait le but recherché dans tous les procédés de conservation du sol et de retenue de l'eau. Cette prévention de l'érosion et cette conversation du sol ne sont pas seulement importantes pour l'agriculture, mais également pour l'entretien des remblais de routes et de chemins de fer, avant que la couverture végétale n'ai eu la pos sibilité de se développer.

Dans une autre application importante de l'invention visant la conservation de l'humidité dans le sol, l'on recouvre entièrement de mottes de terre la surface de celui-ci. Une telle cou- verture parvient à empêcher l'évaporation d'une manière qui équivaut à ce qu'on peut obtenir par un recouvrement de pierres, sans entraîner les effets indésirables de ce dernier.

Un autre domaine d'application de l7inven- tion est celui de l'amélioration de la nature ou de la contexture des sols qui ont été épuisés ou qui ont autrement perdu leur structure opti- mum et leurs substances colloidales aggluti nantes, par exemple sous l'action du phéno mène irréversible de pulvérisation provoqué par les sécheresses intermittentes, de l'effet de broyage des roues de tracteurs et d'autres causes semblables. De tels sols peuvent être -rechargés en matières et c-àa--extiire favorable peut être rétablie par application d'un produit agglutinant suivant l'invention avant ou pendant le labourage. Les exemples ci-après feront mieux com prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer <I>Exemple 1</I> : On mélange 720 g d'urée avec 19-1-1 g de formaline (solution aqueuse de for- inaldéhyde à -'_0 ;"c en poids) et avec 360 g de nitrate de sodium. On ajuste le pH du mélange -à___8,2 par addition de 14 cm" d'une solution aqueuse <B>de</B> potasse eaustïque <B><I>à 5</I> C</B> ,c <B>en</B> poids. On chauffe le mélange à reflux pendant une heure pour réaliser la condensation et la poly mérisation, on l'acidifie par addition de 8 cm3 d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 5 % en poids, ce qui abaisse le pH à 4,9, puis l'on chauffe à nouveau cette résine à reflux jus qu'à ce que la solution devienne claire.

On extrait à 10 mn d'intervalle des échantil lons de 5 enï' de la solution de résine, on les refroidit à 18 C et on les titre par le moyen d'une solution aqueuse d'acétate de sodium à 30 % en poids en utilisant la méthode néphé- loméIrique de Bursztyn (voir plus haut). Lorsque l'opacité normalisée est obtenue dans un échantillon par addition de 10 cmd de la solution d'acétate de sodium, l'on arrête la réaction en ajoutant 9,5 cm5 de solution aqueuse 1ï01-1 à 5 c"c en poids et l'on refroidit la résine. Le pH final de la solution obtenue est de 7,4.

Pour utiliser cette solution- pour le condi tionnement du sol, on la dilue dans une quan tité d'eau telle que sa viscosité soit de l'ordre de 3 à 6 centipoises et que sa teneur en solides s'élève à environ 5 ;@c en poids.

3 l'a=-_da de la solution ainsi préparée on effectue divers essais A. On déverse la solution diluée sur des sur faces de sable non tassé et de loess, les gouttes tombant séparées les unes des autres et frap pant la surface considérée en des points répar tis au hassid, mais substantiellement équidis tants, l'écartement moyen étant d'environ 7 cm de l'iui à l'autre. Lorsque les surfaces de sable et de loess ainsi traitées ont séché, on observe qu'elles sont recouvertes de mottes dures comme de la pierre, qui reposent sur la surface considérée ou çfui sûni Ié#Irement enfoncées c(-_ns celle-ci.

P. On détermine la résistance mécanique des moues ainsi constituées en préparant séparé ment une :hotte cylindrique de dimensions un peu plus fortes (5 cm de haut et 5 cm de dia mètre' et en mesurant sa résistance à l'écrase ment. Dans le cas d sable imbibé d'une solu tion de résine à 20 Iïc en poids (4 elo en poids de la solution pour 96 '7c de sable) la résistance après séchage de 12 semaines î_u saleiI est trouvée égale à 8 kg/cm.` . Dans le cas du loess la résistance est un peu plus faible et dépend de la nature de celui-ci.

C. On relève qu'une longue exposition au soleil des mottes agglutinées à la résine n'in fluence pas défavorablement leur résistance à l'écrasement, ni le pouvoir d'agglutination du liant. En outre la teneur en azote du produit de conditionnement<B>du sol</B> reste disposnible <B>pour</B> les plantes.

D. Une surface de sable non tassé, exposée à un vent de vitesse égale à plusieurs mètres par seconde, propre à provoquer la formation de rides sur le sable (ce qui constitue un phéno mène indicatif du transport du sable par le vent) cesse d'être ainsi affectée, ou de donner lieu à un transport notable de sable d'une autre manière quelconque, après qu'elle ait été recouverte de mottes de sable agglutinées par <B>la</B> résine et réalisées soit sur place par répar tition de la solution de résine sur le sol comme dans l'essai A ci-dessus, soit en rapportant des motte préparées antérieurement (densité effi cace de répartition des mottes au m- : 100 ou davantage). Ainsi la surface du sable a pu être stabilisée sans qu'il y ait lieu de la recouvrir de mottes, même de façon approximative (ceci étant dû au fait que le transport du sable par le vent' dépend d'un mécanisme de sautille ment particulier qui semble être aisément blo qué en disposant des mottes au hasard sur la surface).

E. On recouvre une surface de loess de ran gées de mottes agglutinées à la résine et l'on incline cette surface par rapport à l'horizontale de manière que les rangées soient disposées transversalement par rapport à la pente. On place la surface sous un dispositif d'arrosage puissant imitant la pluie, en disposant à côté d'elle une surface de loess non traitée, destinée à servir de référence. On observe que la sur face de référence présente des rigoles d'érosion dans le sens de la plus grande pente, tendis que la surface pré-conditionnée reste intacte en absorbant très rapidement les gouttelettes de pluie. En augmentant l'arrosage et avec une plus forte inclinaison, la surface de loess de référence est finalement entraînée par l'eau alors que la surface pré-conditionnée reste intacte.

F. On pré-conditionne une surface de sable et une surface de loess en les recouvrant com plètement de mottes agglutinées à la résine, réalisées sur place; puis on leur applique une quantité d'eau suffisante pour les imbiber toutes les deux jusqu'à une profondeur de 15 cm. On les expose ensuite au soleil à côté de surfaces de référence en sable et en loess non pré-con- ditionnées. Au bout d'une semaine on déter- mine l'humidité résiduelle renfermée par les échantillons. On relève que l'humidité a presque complètement disparu des échantillons non pré-conditionnés, mais qu'elle a été rete nue dans les autres depuis la surface juqu'à sa profondeur d'origine.

G. L'on détermine le degré d'utilisation pos sible de l'azote des mottes agglutinées en culti vant des plants de céréales dans du sable sté rile auquel on a ajouté des éléments nutritifs de façon contrôlée. Chaque plant, cultivé dans 4 litres de sable renfermés dans un récipient en fer, reçoit 15 g de phosphate de potassium dissous dans l'eau d'arrosage. Un tiers des plants du groupe d'essai (soit 6 sur un ensemble de 18 plants) ne reçoit pas du tout d'engrais azoté, un second tiers reçoit 10 g de NH- NO$ pour les quatre litres de sable, tandis que le dernier tiers reçoit en guise d'engrais des mottes agglutinées à la résine et renfermant au total 10 g de résine urée-formaldéhyde. Les plants de céréales cultivés dans le sable traité à la résine poussent aussi rapidement et de façon aussi parfaite que ceux cultivés dans le sable auquel on a ajouté l'engrais NH,NO, (les plants atteignant une hauteur de 40 cm trois semaines après les semis), tandis que les plants qui n'ont pas reçu d'engrais meurent peu après la germi nation.

<I>Exemple 2 :</I> On dissout 720 g d'urée dans 2 120 g de formaline et l'on ajuste le pH de la solution à 8,4 par addition de 16 cm$ de solu tion aqueuse KOH à 5 o en poids. On chauffe à reflux pendant 9.0 mn et l'on acidifie par addition de 9,5 cm3 d'une solution aqueuse d'HCl à 5 % en poids, ce qui abaisse le pH à 4,5. On continue à chauffer à reflux la solution de résine acidifiée, puis l'on effectue des essais sur échantillons par la méthode néphélomé- trique, comme décrit dans l'exemple 1. Le degré de condensation désiré est atteint lorsqu'on obtient l'opacité normalisée dans un échantil lon de solution de résine de 5 cm' par addition de 10 cm5 de solution d'acétate de sodium. On arrête alors la réaction par addition KOH et l'on refroidit comme décrit dans l'exemple 1.

<I>Exemple 3 :</I> On prépare une résine urée- formaldéhyde conformément à l'exemple 1 ou à l'exemple 2, et l'on mélange une partie en poids de cette résine avec 100 parties en poids d'une solution aqueuse de fécule de pommes de terre à 2 ,Io en poids, puis on utilise le mélange visqueux ainsi obtenu comme agent de condi tionnement du sol.

<I>Exemple 4 :</I> On fait dissoudre une molécule de mélamine dans une solution aqueuse chaude de 3 molécules de formaldéhyde à laquelle on ajoute une solution de soude caustique jusqu'au moment où le mélange tourne au rose sous l'effet de la phénolphtaléine. On chauffe à reflux pendant 45 mn le mélange dont le pH a a insi été t ajusté, jusqu'à ce qu'une partie de la résine tolère quatre parties d'eau distillée à la température de 25 C, la mesure étant effectuée par la méthode néphélométrique précitée.

Un échantillon cylindrique de sable., tel qua décrit dans l'exemple 1 B, renfermant 1,5 11,`c de la résine mélamine précitée (décomptée comme solide) et 2 /'c. de fécule présente une résistance à l'écrasement de 0,8 kglcm- à l'état frais (échantillon de sable renfermant 3,75 ;"c d'humi dité ajoutée). Cette résistance atteint 14 kg /cm- à l'état sec (après 12 semaines d'exposition au soleil en plein air).

D'autres essais du genre décrit dans l'exemple 1 démontrent que l'effet de très petites quanti tés de résines mélamine-formadéhy de est au moins aussi bon que celui des résines urée-for- maldéhy de.

<I>Exemple .5 :</I> On prépare un agent de condi tionnement du sol en mélangeant à 60 - 80 C, 40 kg de colle d'os avec 60 litres d'eau et 5 kg d'urée.

Dans cette préparation l'urée a entre autres pour rôle d'abaisser la viscosité de la solution. Lors de l'emploi l'on dilue à nouveau le pro duit par le moyen d'une quantité d'eau telle que la teneur en solides s'abaisse à environ 5 %c en poids.

Il doit d'ailleurs être entendu que la descrip tion qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.

D'autre part, et comme il va de soi, l'inven tion englobe non seulement le procédé de con ditionnement du sol sus-déerit, mais encore les produits spécialement préparés pour sa mise en oeuvre ainsi que les sols en ayant reçu applica tion.

Claims (1)

1. <B>RÉSUMÉ</B> I. Prorézé de c^ndiiirunement des sols arides consistant à produire sur place des grains indi viduels ou des mottes de terre agglutinés par un liant<B>durcissant</B> azoté appliqué sous forme de solution ou de dispersion aqueuse, ledit pro cédé pouvant en outre présenter les autres caractéristiques ci-après, séparément ou en com binaison 1 Dans l'application du procédé à la récu- pératir,n des sols mouvants ou des dunes, l'on réalise une couverture discontinue de petites mottes de terre par application du liant sous forme de goutte. distinctes les unes des autres; ? Dans l'application du procédé à la pré vention de l'érosion, l'on dispose sur la surface du sol des gouttes du liant en rangées denses orientées transversalement par rapport à la pente du terrain; 3 Dans l'application du procédé à la conser vation de l'humidité dans le sol ron recouvre entièrement la surface de celui-ci de grains ou mottes réalisés à la façon sus-exposée; 4 L'on utilise comme liant une solution aqueuse de résine urée-formaldéhvde, méla- mine - formaldéhyde, dicyandiamide - formal- déhy de ou guanidine-formaldéhy de; 5 L'on utilise comme liant un mélange de certaines au moins des résines énoncées sous 4 ; 6 L'on utilise comme liant - une solution aqueuse d'une colle protéinique, par exemple de la colle d'os. de 1L colle de peau, de la colle de poisson. II. Produits spécialement préparés pour la mise en oeuvze du procédé suivant I et sols en ayant reçu application.