Les sols poreux laissent passer l'eau rapidement et éliminent une partie des contaminants, mais les eaux souterraines les plus pures résultent d'une filtration à travers de profondes couches de particules fines. Toutefois, les sols à grains fins se compactent facilement et peuvent finir par bloquer totalement l'écoulement de l'eau. Les meilleurs filtres naturels font donc circuler l'eau à travers plusieurs couches de types de sols différents. Malgré cela, les eaux souterraines des aquifères les plus profonds peuvent encore contenir des contaminants chimiques ou des agents pathogènes dangereux.
Taille des particules
Les filtres à eau d'urgence fabriqués avec des matériaux naturels utilisent des particules grossières, comme le gravier, pour effectuer une première filtration grossière. Une couche de sable propre placée sous le gravier retient ensuite les contaminants plus fins. Les petites particules des sols sableux offrent une meilleure filtration, mais de nombreux polluants parviennent encore à traverser des sols comme le limon sablonneux.
Les sols sableux constituent la classe de sol la plus grossière, suivis du limon puis de l'argile. Selon le site officiel du comté de Portage, dans le Wisconsin, les particules de sable mesurent entre 1,999 mm et 0,050 mm de diamètre, celles du limon entre 0,049 mm et 0,002 mm, tandis que les particules inférieures à 0,002 mm forment l'argile.
Porosité
Pour filtrer efficacement l'eau, un sol doit permettre à celle-ci de circuler de manière régulière dans les espaces situés entre ses grains. La porosité dépend de la façon dont les particules s'emboîtent, ainsi que du mélange précis de particules qui compose le sol.
Le sable pur présente une porosité élevée, mais l'argile mélangée au sable comble les espaces entre les grains et réduit cette porosité. À l'inverse, même un sol purement argileux peut rester très poreux si sa structure demeure ouverte. La forme des particules joue également un rôle déterminant : lorsque l'argile est composée principalement de particules arrondies, sa porosité augmente ; en revanche, si ses particules ressemblent à des éclats anguleux, l'espace poreux diminue et l'écoulement de l'eau ralentit considérablement.
Eau retenue
La petite taille des particules améliore à la fois la capacité de filtration du sol et diminue sa perméabilité. En effet, l'eau forme un film à la surface de chaque particule. Comme la surface totale des particules d'un sol argileux dépasse largement celle d'un sol sableux, le sol argileux retient davantage d'eau sur place, ce qui empêche de grandes quantités d'eau de recharger les couches profondes des aquifères.
L'argile aux particules irrégulières se compacte aussi étroitement, formant une couche saturée d'eau qui bloque tout écoulement. En revanche, une argile composée de particules arrondies filtre bien l'eau : elle reste poreuse et se lie à de nombreux contaminants qui ont déjà traversé les couches de sol plus grossières.
Couches de sol
Le type de sol le plus efficace pour filtrer l'eau combine plusieurs couches aux qualités de filtration différentes. En surface, un limon sablonneux, un limon ou un loam argilo-sableux facilite l'infiltration de l'eau et retient la pollution grossière. Le sous-sol, riche en argile et pauvre en matière organique, filtre ensuite les particules plus fines et piège les polluants chimiques.
Selon l'Université du Missouri Extension, les couches profondes d'argile peuvent retenir les contaminants suffisamment longtemps pour que la décomposition naturelle réduise leur toxicité. Ces sous-sols argileux profonds bloquent ainsi de nombreux polluants avant qu'ils n'atteignent les eaux souterraines. Attention cependant : de grands volumes de produits chimiques peuvent submerger cette filtration naturelle et finir par contaminer la nappe phréatique.
Source : https://jardin.98905.com/garden-lawn/soil/1007049333.html