Tourbe

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La tourbe est une matière combustible en général noirâtre formée à la suite de l'accumulation sur de longues périodes de temps de matière organique morte, essentiellement des végétaux, dans un milieu saturé en eau. La tourbe forme la majeure partie des sols d'une tourbière.

Tranches de tourbe noire mises à sécher pour utilisation comme combustible.

Fosse de tourbage en Irlande, après la récolte.

Stock de tourbe, Écosse.

Exploitation en zone de conservation de la nature, en 1987, dans l'« Ewiges Meer » (le « Lac éternel »), Frise, NO de l'Allemagne).

Définition

La tourbe se définit comme le produit de la fossilisation de débris végétaux (dits « turfigènes », comme diverses espèces de sphaignes par exemple) par des microorganismes (bactéries, arthropodes, champignons, microfaune) dans des milieux humides et pauvres en oxygène - que l'on appelle tourbières - sur un intervalle de temps variant de 1 000 à 7 000 ans. Si, à cause de son enfouissement, la tourbe est soumise à des conditions particulières de pression et de température, elle se transforme, au bout d'une période de l'ordre du million d'années, en charbon. La tourbe peut ainsi être considérée comme une étape intermédiaire à la formation de charbon. Habituellement, on classe la tourbe en trois grandes catégories selon le type de végétaux supérieurs dont elle est issue :

1. La tourbe blonde provient de la transformation des sphaignes. Elle est riche en fibre de cellulose et en carbone. Sa texture est dite fibrique. Ses autres traits essentiels sont sa faible densité, sa forte teneur en eau et sa pauvre teneur en cendre minérale car souvent jeune (3 000-4 000 ans).
2. La tourbe brune provient de la transformation de débris végétaux ligneux (arbres divers) et d'éricacées. Elle est composée de fibres mélangées à des éléments plus fins, provenant d'une dégradation plus poussée des végétaux, lui donnant une texture mésique. Elle est plus âgée (5 000 ans) que la précédente.
3. La tourbe noire provient de la transformation des cyperaceae. Elle est riche en particules minérales et organiques fines. Il y a moins de carbone et plus de cendres. La texture est le plus souvent saprique, c'est-à-dire que la tourbe est plastique et moins fibreuse. Visuellement, la tourbe noire se distingue facilement de la tourbe blonde par sa couleur foncée. Une tourbe blonde très ancienne tend à se rapprocher, par certains caractères de la tourbe noire (10 000-12 000 ans).

En pédologie, on distingue deux types de tourbe :

• La tourbe calcique qui se forme dans les bas-fonds constamment saturés d'eau sur un substrat calcaire, l'alimentation en eau provenant d'une nappe d'eau alimentée en permanence. Le pH est neutre (ou légèrement alcalin) et le rapport C/N inférieur à 30.
• La tourbe acide (oligotrophe) qui se forme dans les cuvettes où s'accumulent les eaux pauvres en calcium (d'origine atmosphérique). Le pH est acide (entre 4 et 5) et le rapport C/N est de l'ordre de 40.

Composition physique et chimique

La composition physique et chimique de la tourbe dépend de nombreux facteurs comme la nature de la végétation, le climat régional, l'acidité de l'eau et le degré de diagenèse. La tourbe est constituée majoritairement d'eau et de cendre (entre 80 et 90 %). Les 10 à 20 % restant correspondent à la matière organique décomposée. la teneur en carbone peut atteindre 50% en poids, ce qui fait de la tourbe séchée un bon combustible. La tourbe s'élabore à raison de cinq centimètres par siècle.

La matière organique de la tourbe est principalement constituée de cellulose et de lignine. Ces deux constituants sont généralement considérés comme inertes aux réactions d'adsorption. Cette matière organique contient également des substances humiques qui ont un fort pouvoir absorbant. Ces substances humiques portent en effet des groupements polaires comme les alcools, les aldéhydes, les cétones, les acides carboxyliques, les phénols et les éthers capables de fixer les éléments traces. D'où l'idée d'utiliser la tourbe comme agent pour la purification des eaux usées.

Usages agricoles

La tourbe fait l'objet d'une exploitation industrielle pour être utilisée en horticulture et en agriculture. Cette exploitation, quand elle est menée à grande échelle, conduit à la destruction irrémédiable de la tourbière. L'Irlande notamment est connue pour l'exploitation de ses tourbières.

En horticulture, la tourbe est utilisée pour sa forte rétention en eau, ce qui convient particulièrement bien aux semis. On trouve également dans le commerce des pots constitués de tourbe compressée, ce qui permet d'éviter le stress du rempotage pour les plantules. La tourbe étant un combustible fossile, ce n'est pas un produit renouvelable et son exploitation tend à l'épuisement des ressources. Des solutions de remplacement viables à long terme existent comme le composts de débris organiques, la terre noire de Brière ou la fibre de bois pulvérisée. La vermiculite est également parfois utilisée comme substitut. Il existe des végétaux spécifiques des milieux acides qui apprécient la tourbe ou la terre dite « de bruyère » : ce sont, entre autres, les rhododendrons, azalées, bruyères, magnolias…

La forte accumulation en matière organique dans le sol donne lieu à une baisse importante en teneur en minéraux. Ainsi les plantes de la tourbière doivent être adaptées à cette pénurie de minéraux. C'est notamment le cas pour les plantes carnivores qui puisent leur matière minérale dans les insectes qu'elles capturent comme les droséras.

Utilisation dans la construction

La tourbe a pu servir de matériau de construction dans les régions où le bois fait défaut. En Islande par exemple, elle a été beaucoup utilisée au Moyen Âge pour la construction de fermes. En Irlande, les familles pauvres l'utilisaient pour la construction de petites maisons, notamment aux XVII^e et XVIII^e siècles^[1].

Des briques de tourbes sont alors agencées pour former les murs, et un tapis de pelouse est déroulé sur la charpente du toit. La tourbe présente en effet l'avantage d'être facilement manipulable et d'être un bon isolant thermique, grâce à sa forte porosité.

Vue de face d'une ferme en tourbe islandaise

Vue arrière

Le couloir central

Utilisation comme combustible

Feu de tourbe

La tourbe est couramment utilisée comme combustible, par exemple en Irlande.

Elle peut être simplement séchée, elle brûle alors assez difficilement et il peut être nécessaire de la faire brûler avec du bois. Elle peut également être vendue comprimée en briquettes pour une meilleure combustion.

Son utilisation a été interdite dans certaines agglomérations comme Dublin à cause des poussières importantes dégagées par sa combustion.

Depuis le début des années 1990, la tourbe n'est plus exploitable en Suisse. En effet, les tourbières et autres marécages sont considérés comme sites d'importance nationale et sont donc protégés.

Les feux de tourbe sont aussi utilisés pour faire sécher l'orge au cours du processus de fabrication de certains whiskies écossais.

Géomécanique

La tourbe présente une très forte plasticité et compressibilité qui la rend inutilisable pour supporter une charge importante à long terme^[2]. Même si l'épaisseur de tourbe ne constitue qu'une partie du sous-sol, le tassement qu'elle peut provoquer est difficile à prévoir et à modéliser^[3].

Lors du calcul des fondations d'un ouvrage posé sur ce type de sol, il conviendra donc de prévoir un système de fondation sur pieux, ou sur pilotis.

Lorsque la charge survient de manière cyclique, suite à l'apparition d'un plan de cisaillement une rupture brutale est aussi parfois susceptible de se produire, ce qui a pu provoquer des accidents tels que des déraillements de train^[4].

Notes et références

Annexes

Articles connexes

• Tourbière
• Histosol
• Yeun Elez

Lien externe

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