Le fer est présent un peu partout dans le sol, il forme le quatrième élément le plus répandu sur la planète en importance de poids, après l’oxygène (46 %), le silicium (28 %) et l’aluminium (8 %). Avec ses 5 % de masse de la croûte terrestre, il est présent un peu partout dans les roches sous la forme de différents minéraux.
Le fer à la propriété physique d’être potentiellement soluble quand il est dans un milieu acide (pH de plus de 6.5) et pauvre en oxygène. On dit alors qu’il a la forme de fer ferreux « peu d’oxygène ». Par contre, dans des milieux plus alcalins (pH de moins de 6.5), riches en carbonates et en oxygène, il a tendance à changer de forme pour devenir du fer ferrique, là est le « hic» puisque cet oxyde de fer est insoluble.
| Sable sablonneux | Pâturage | pH 4.6… 5.2 | Terrain à bâtir | pH 5.0… 5.6 |
| Argile | Argile de mer | pH 6.0… 7.2 | Argile de rivière | pH 6.2… 5.6 |
| Tourbe | Naturelle | pH 4.0 |
D’un autre côté, nous avons la végétation qui produit des acides pour dissoudre les minéraux et les assimiler, on connait les acides humiques et fulviques qui forment une grande partie de l’humus.
Ces acides servent à solubiliser les minéraux pour nourrir les plantes. Le fer est donc transporté petit à petit par les nappes d’eau légèrement acides et avec peu d’oxygène jusqu’au moment où elles changent de milieu ou d’environnement. Ainsi, quand ces nappes acides et possiblement riches en fer s’approchent de la surface, ou sont soumises à un nouvel environnement plus alcalin (riche en calcaire) comme des bancs de sable riches en calcaire (roche exploitée par Graybec par exemple), la chimie du fer et d’autres minéraux se modifient, il y a précipitation (déposition) de fer ferrique (ocre minéral). Avec les années et les siècles, pour certaines régions ces dépositions ont formé des couches, des lentilles et des zones riches en ocre minéral où l’eau circule très peu. Souvent l’ocre s’associe aux argiles qui ont un pH plus élevé.
Il y a les zones riches en humus qui, une fois drainées, deviennent alcalines et sont mises en présence d’oxygène pour ainsi devenir une bonne source d’ocre minérale et biologique. Il y a aussi les nouvelles zones créées par la main de l’homme. Ils ont remanié ces lentilles et zones riches en fer ferrique, les ont drainées, ont bâti des maisons qu’ils ont ceinturées de drains français recouverts souvent de gravillons de calcaire et dans lesquels l’air circule librement. Les nappes phréatiques et les pluies solubilisent toujours un peu le fer. Cette eau et ce fer ferreux tendront donc à se déplacer vers le drain. De plus, comme il y a de l’oxygène et de la matière organique, il y a donc de la vie qui tendra à se développer. Cette matière organique recherchera l’oxygène localisé dans ou près du drain dans le bassin de captation (puisard) et/ou sur la pompe. Il existe plusieurs types de micro-organismes (MO) qui utilisent le fer ferrique dans leur métabolisme (pour se développer ou comme réserve d’oxygène). D’autres MO produisent des polymères exocellulaires (colle) et captent des ions ferriques sur l’extérieur des cellules. Ces bactéries ferrugineuses ont comme nom entre autres Gallionella Ferruginea et Leptothrix, et sont aussi appelées ocre organique.
Il faut comprendre que ces bactéries sont environ 1000 fois plus grandes que les molécules de fer ferrique (aussi appelé ocre minéral). De plus, les bactéries ont des arrangements organisationnels et elles vivent en colonies. En fait, cela découle de leur nature même : une bactérie est vivante, elle se multiplie par mitose (séparation cellulaire), certaines de ces bactéries restent groupées par le polymère qu’elles émettent et/ou par croissance sous forme de branches ou de longs filins. On comprend donc que les colonies deviennent de plus en plus envahissantes en fonction de l’apport en nutriment et du milieu.
La présence de zone et/ou de lentilles d’ocre fait en sorte que l’écoulement de l’eau ne se fait plus de façon tabulaire autour de la maison. On associe souvent à l’ocre des résurgences d’eau sous la dalle du sous-sol ou des zones spécifiques d’infiltration d’ocre dans le drain.
Pour résumer :
L’ocre est du fer qui a été solubilisé et transporté ;
• Il apparait sous forme minérale et/ou biologique ;
• Il cause des problèmes de drainage en créant des zones quasi imperméables dans les sols ;
• Ce fer peut migrer vers les drains ;
• C’est l’ocre biologique qui est 1000 fois plus volumineuse que l’ocre minéral qui cause les problèmes dans les drains ;
• L’ocre minéral sous forme de lentilles quasi imperméables peut causer des résurgences.
