Thomas Fungenzi, le Vendredi 13 Décembre 2024

À l’occasion de la Journée Mondiale des Sols 2024, j’ai eu le privilège de participer à une exploration exceptionnelle à travers la Normandie. Pendant cinq jours, du 30 novembre au 4 décembre, nous avons visité huit sites répartis sur toute la région, chacun illustrant une facette unique de la diversité des sols normands. Cet itinéraire nous a permis d’observer, d’analyser et de discuter des liens complexes qu’entretiennent les sols avec nos sociétés, notre environnement et les défis contemporains.

Chaque site visité était une opportunité d’apprendre. En milieu urbain, dans des zones humides, sur des terres agricoles ou en forêts, les sols racontent leur histoire et rappellent leur importance cruciale. Leur étude directe sur le terrain est un outil indispensable pour comprendre et préserver ces ressources précieuses. Cet article synthétise ce que j’ai observé, appris et partagé avec des experts passionnés.

Je vous invite à parcourir avec moi cette traversée pédologique en Normandie, un voyage qui mêle science, exploration et découverte, et qui souligne l’importance de protéger nos sols pour les générations futures.

Sols urbains : repenser l’économie circulaire des terres

Notre périple a débuté à Rouen, où le contexte urbain nous a révélé un paradoxe instructif. Près de l’hôtel de ville de Sotteville-lès-Rouen, Patrick Le Gouée, Xavier Marié et Christophe Ducommun nous ont montré une fosse pédologique sous une place imperméabilisée. D’après Patrick Le Gouée, il s’agirait plutôt d’un remblai de plusieurs mètres d’épaisseur, probablement constitué des déblais du centre commercial voisin, mis en place pour soutenir la structure imperméabilisée.

Christophe Ducommun nous raconte ce sol imperméabilisé, non loin de l’hôtel de ville de Sotteville-lès-Rouen, ce qui n’a pas manqué d’attirer la curiosité des passants.

L’imperméabilisation, souvent considérée comme une agression envers les sols, nécessite généralement des travaux de terrassement qui enlèvent les couches les plus organiques du sol originel, remplacées par des remblais compactés pour soutenir le revêtement. Cependant, il arrive que des sols entiers subsistent sous plusieurs décimètres, voire mètres, de remblai. Ces cas particuliers offrent une opportunité d’utiliser des techniques adaptées pour concevoir des sols construits aux fonctions souhaitées, en maximisant la réutilisation des matériaux locaux. Cette observation soulève des questions importantes sur la renaturation urbaine : comment réactiver les fonctions écologiques d’un sol désimperméabilisé ? Quelles stratégies adopter pour optimiser des services écosystémiques clés tels que l’infiltration de l’eau ?

Au Bois de la Garenne, un square situé à deux pas de l’hôtel de ville, Patrick Le Gouée nous a ensuite initiés à l’observation d’un profil pédologique par sondages à la tarière. En pleine ville, le sol de ce boisement résiduel de chênes est situé sur une terrasse moyenne de la Seine. Il présente une séquence remarquable : un horizon de surface très noir, riche en matière organique, s’atténuant progressivement jusqu’à 90 cm de profondeur, puis un matériau géologique alluvionnaire composé de sables, graviers et galets de silex. Cette stratification nous permet de lire l’histoire du site : chaque centimètre de sol représente environ un siècle d’accumulation, un rappel de la lenteur des processus pédologiques.

 

Patrick Le Gouée a extrait pour nous un profil à la tarière dans le bois de la Garenne, espace relativement préservé de l’urbanisation, tout en étant au cœur d’une métropole.

Notre journée s’est poursuivie le long des berges de la Seine, où Xavier Marié du Bureau d’études Sol Paysage nous a présenté un projet de renaturation urbaine particulièrement instructif. Ce site, situé dans une ancienne zone de dépôts industriels et ferroviaires, n’était encore qu’un vaste parking recouvert d’une dalle de bitume il y a une quinzaine d’années. Ce projet, illustre les défis de la reconquête des sols fertiles pour renaturer la ville. La transformation d’un tel espace soulève une question centrale : comment reconstituer des sols fertiles en contexte urbain tout en intégrant les enjeux climatiques et environnementaux actuels ?

 

Xavier Marié nous a raconté l’histoire de ce site renaturé sur les berges de la Seine, en évoquant les nombreux enjeux liés à la préservation des sols de l’artificialisation.

La problématique de l’approvisionnement en terre pour les projets de renaturation met en lumière la nécessité d’une économie circulaire des terres. Des volumes importants de terres naturelles, issues de l’étalement de nouvelles constructions sur d’anciens sols agricoles périurbains, sont envoyés en décharge au lieu d’être réemployés pour reconstituer des sols fertiles en ville. Cette pratique, questionnée par Xavier Marié, résonne avec l’objectif de Zéro Artificialisation Nette (ZAN) fixé pour 2050. Cela souligne l’importance de distinguer entre la valorisation des terres excavées et le recyclage des déchets inertes dans une perspective durable. Si des sols agricoles sont artificialisés, il ne faut pas les gaspiller mais bien les utiliser pour reconstituer des sols sur les périmètres de renouvellement urbain où les sols originels ont disparu depuis des décennies.

Ce projet démontre l’importance d’une approche systémique dans la gestion des sols urbains. Le succès d’une renaturation ne dépend pas uniquement de la qualité du sol reconstruit, mais aussi de toute la chaîne d’acteurs impliqués : maître d’œuvre, concepteurs, ingénieurs, entreprises de travaux et gestionnaires des espaces publics. La pérennité des arbres plantés et la qualité des paysages créés dépendent directement de cette coordination et de la compréhension des processus pédologiques par chaque intervenant.

Zones humides : comprendre l’hydromorphie

À Elbeuf-sur-Andelle, le Marais des Communaux nous ont permis d’étudier les processus d’hydromorphie sous la direction de Clément-Blaise Duhaut et Sébastien Lehmann. L’hydromorphie, processus central dans les zones humides, mérite une attention particulière : elle résulte d’une succession de réactions d’oxydo-réduction qui suivent un ordre précis dicté par la thermodynamique.

 

Clément-Blaise Duhaut et Sébastien Lehmann nous ont permis d’explorer de nombreux aspects du fonctionnement des zones humides, avec le soutien de Christophe Ducommun.

Lorsque l’eau sature le sol, les micro-organismes consomment l’oxygène disponible pour dégrader la matière organique. En l’absence d’oxygène, ils utilisent alors d’autres accepteurs d’électrons selon une séquence bien définie : d’abord les nitrates (dénitrification), puis le manganèse, le fer, les sulfates, et enfin le CO₂ (méthanogenèse). Cette cascade de réactions laisse des traces visibles dans le sol : les oxydes de fer, initialement brun-rouge, sont réduits en fer ferreux gris-bleu. Ces marqueurs nous permettent de reconstituer l’histoire hydrique du sol.

Notre exploration des zones humides s’est poursuivie à Granville, où nous avons approfondi les méthodes de caractérisation sous la direction de Patrick Le Gouée, Jean-Claude Lacassin, Christophe Ducommun et Pascal Podwojewski. Cette visite fut l’occasion de mettre en lumière une évolution importante de la réglementation : jusqu’en 2008, les zones humides étaient uniquement caractérisées par leur végétation. L’introduction des critères pédologiques a enrichi notre compréhension de ces milieux complexes. L’identification de l’hydromorphie minérale et organique requiert une approche méthodique, depuis l’examen préalable (topographie, géologie, géomorphologie) jusqu’à l’observation microscopique des traits d’hydromorphie. L’utilisation d’outils spécifiques, comme l’orthophénantroline pour tester la présence de fer ferreux ou le code Munsell pour caractériser les couleurs, permet une caractérisation précise de ces environnements.

 

Rencontre rare de quatre pédologues sur le terrain, Pascal Podwojewski, Jean-Claude Lacassin, Patrick Le Gouée et Christophe Ducommun disponible pour éveiller des vocations chez de potentiels futurs pédologues.

La disparition de 70% des zones humides en un siècle n’est pas qu’une statistique : elle représente la perte de véritables laboratoires biogéochimiques naturels, capables de filtrer l’eau, stocker le carbone et héberger une biodiversité unique.

Sols forestiers, prairies, parcs et vergers : diversité des sols normands

À la Lande de Goult, Noémie Pousse et Joël Moulin nous ont guidés à travers des sols acides formés sur des roches siliceuses issues du massif ancien. Cette formation géologique, composée de grès et de schistes, résulte de l’érosion d’une ancienne chaîne de montagnes. Ces roches siliceuses confèrent naturellement au sol un caractère acide qui impose des contraintes pour la végétation et les usages que l’Homme souhaite appliquer aux sols.

Le processus de micro-podzolisation de surface que nous avons observé est caractéristique de ces milieux acides. Cette dynamique pédologique complexe débute en surface, où l’acidité favorise la formation de complexes organométalliques mobiles. Ces complexes, constitués de matière organique liée au fer et à l’aluminium, migrent progressivement vers la profondeur, créant une séquence d’horizons très distinctive : un horizon éluvial appauvri (E) de couleur claire surplombe un horizon d’accumulation (Bh/Bs) plus sombre et enrichi en ces éléments. Ce processus témoigne de l’intensité des mécanismes de transformation et de transfert au sein du sol. Et en bonus, c’est aussi très sympa à observer !

 

Joël Moulin et Noémie Pousse ont ensemble introduit le groupe de participants aux processus de formation des sols.

La texture du sol reflète également son histoire : ici, une matrice contenant des cailloux anguleux suggère un transport sur courte distance, probablement par solifluxion lors des alternances gel-dégel du Quaternaire. La coloration rouge de certains horizons, liée à la présence d’hématite, témoigne quant à elle d’une altération sous des climats plus chauds. Cette mosaïque de caractères nous rappelle que les sols conservent les traces des variations climatiques passées.

 

A deux pas de la forêt, Sébastien Lehmann a dévoilé pour nous les secrets d’un sol de prairie.

À Louvigny, nous avons étudié avec Pascal Podwojewski un type de sol radicalement différent, développé sur des dépôts de lœss. Ces matériaux, transportés par le vent depuis les régions périglaciaires il y a environ 10000 ans, ont saupoudré le paysage normand pour devenir le matériau parental de sols aux propriétés agronomiques exceptionnelles. La prédominance des particules limoneuses (entre 2 et 50 micromètres) confère à ces sols des propriétés physiques particulièrement favorables : une porosité optimale permettant une bonne circulation de l’eau et de l’air, une capacité de rétention en eau importante, et une grande facilité de travail.

 

Christophe Ducommun et Pascal Podwojewski engagés dans de multiples conversations passionnantes sur l’étude des sols lors de notre sortie à Louvigny.

La richesse de ces sols ne se limite pas à leur texture. Leur structure, favorisée par une activité biologique intense et la formation de complexes argilo-humiques stables, leur permet de résister relativement bien à la dégradation. Cette stabilité structurale reste néanmoins fragile et doit être préservée par des pratiques agricoles adaptées. En effet, ces sols peuvent être sensibles à la battance – la formation d’une croûte superficielle imperméable – et à l’érosion, particulièrement lorsque le sol reste nu.

 

Avec l’équipe des espaces verts de Rouen, Pascal Podwojewski, nous a accompagnés dans la détermination de la formation de ce sol urbain.

Ces sols limoneux représentent un patrimoine pédologique d’une valeur inestimable. Dans d’autres régions du monde, ils seraient considérés comme des ressources stratégiques à préserver absolument. Pourtant, leur localisation souvent proche des zones urbaines et leur facilité d’aménagement les rendent particulièrement vulnérables à l’artificialisation. Cette situation paradoxale – des sols d’une qualité agronomique exceptionnelle menacés par l’étalement urbain – soulève des questions cruciales sur nos choix d’aménagement du territoire et la préservation de nos ressources pédologiques.

Sols agricoles : de la théorie à la pratique

À la ferme d’Ordemare, Joël Moulin et Sébastien Benoist nous ont montré comment la compréhension des processus pédologiques influence directement les pratiques agricoles. Cette visite a débuté par une présentation éclairante des différents réseaux et bases de données du GIS sols par Christine Le Bas. Le RRP (Référentiel Régional Pédologique), le RMQS (Réseau de Mesures de la Qualité des Sols), la BDAT (Base de Données d’Analyses des Terres) et la base de données ETM (Éléments-Traces Métalliques) constituent des ressources précieuses pour comprendre la diversité et l’évolution des sols agricoles.

 

Sébastien Benoist et Joël Moulin les pieds dans l’eau pour décrire ces profils en profondeur.

L’observation d’une première fosse a révélé un processus de brunification – un processus pédogénétique qui altère les minéraux primaires du matériau parental – et de lessivage, caractérisé par la migration verticale des argiles. Le lessivage crée un gradient textural qui influence directement la rétention et la circulation de l’eau dans le sol. En surface, l’appauvrissement en argile peut fragiliser la structure mais facilite le travail du sol. En profondeur, l’accumulation d’argile peut créer une barrière hydraulique qui, selon le contexte, peut être bénéfique (rétention d’eau) ou problématique (hydromorphie temporaire).

La couleur rouge de certains horizons, héritée des paléosols formés sous des climats tropicaux anciens, témoigne de la présence d’oxydes de fer rubéfiés : la transformation des produits ferrugineux bruns et amorphes en produits cristallins rouges. L’étude détaillée de la structure nous a permis d’évaluer la circulation de l’eau, de l’air et des racines. Les mesures de résistivité ont complété notre compréhension de l’organisation spatiale du sol, offrant une méthode non invasive et efficace pour caractériser la variabilité locale des sols.

Mon périple à travers les sols normands s’est conclu à la ferme de Deux-Mains à Commes, où une série d’ateliers nous a permis d’approfondir différents aspects de la science du sol en contexte agricole. Cette dernière étape de mon voyage, particulièrement riche en enseignements, a mis en lumière la diversité des approches en science du sol.

Le premier atelier, dirigé par Pascal Podwojewski et Quentin Sengers, nous a permis d’étudier un sol maraîcher cultivé selon les principes de l’agriculture sur sol vivant. Ce sol, anciennement labouré pour la culture du blé, a été converti en système de planches permanentes avec couvert végétal. Cette transition illustre parfaitement l’importance de la porosité structurale : les racines et l’activité biologique créent un réseau de pores verticaux qui améliore l’infiltration et l’aération, deux paramètres cruciaux pour le bon fonctionnement du sol en contexte maraîcher.

 

Dans la fosse, Pascal Podwojewski et Quentin Sengers ont décrit les caractéristiques de ce sol marqué par la présence des racines des arbres plantés entre les planches maraîchères.

L’atelier suivant, consacré à la méthode « profil 3D » (dite SPEED : Soil Physical Evaluation and Efficient Diagnostic) et présenté par Christian Barneoud, a introduit une approche simple d’évaluation des sols. Cette technique consiste à extraire un volume de sol jusqu’à environ 50-70 cm de profondeur à l’aide d’une fourche télescopique, permettant une observation ciblée pour à la fois statuer sur la « qualité structurale » des horizons de surface (0-40 cm) et sur l’offre agronomique potentielle de l’horizon plus profond (40-70 cm). L’originalité de cette approche réside dans la capacité à révéler la zone de transition entre les horizons cultivés (« horizon de responsabilité ») et profonds, sur lesquels les agriculteurs ont peu d’influence. Elle se concentre également sur deux critères essentiels : la qualité porale des zones planes entre horizons et la friabilité des éléments terreux. Cette méthode permet un diagnostic rapide mais précis, particulièrement utile pour évaluer la nécessité d’une surveillance à court terme ou d’interventions mécaniques ciblées, parfois accompagnées de couverts végétaux « thérapeutiques » tels que le trèfle violet, afin d’améliorer la structure du sol à moyen terme.

Christian Barneoud déchiffrant un mini profil 3D extrait à la fourche télescopique.

Jean-Pascal Mure nous a ensuite présenté la méthode du profil cultural, dont dérivent le profil « 3D » et le test bêche. Cette approche agronomique repose sur une double partition dans laquelle l’organisation des mottes et de la terre fine (états Ouvert, Bloc ou Continu) et l’état interne des mottes selon leur degré de tassement et de porosité biologique sont caractérisés. Cette méthode permet de relier les observations aux pratiques agricoles pour un diagnostic pertinent. Dans la parcelle étudiée, nous avons observé une dégradation significative de la structure dans et sous l’horizon de labour, dans un système de culture luzerne-maïs ensilage-céréales, probablement due à des interventions sur sol non ressuyé, et ce malgré un sol présentant une bonne aptitude naturelle à la restructuration.

 

Jean-Pascal Mure et Patrick Le Gouée nous ont montré comment évaluer la structure du sol en observant l’état des mottes de ce sol cultivé.

Un autre moment fort a été l’atelier sur la méthode BioFuncTool, présenté par Alain Brauman et Clément Descarpentries. Cette approche « low-tech » propose une évaluation holistique des sols à travers différents indicateurs biologiques et fonctionnels. Son intérêt réside dans sa capacité à fournir des résultats rapidement accessibles sur le terrain tout en maintenant une rigueur scientifique.

 

Alain Brauman et Clément Descarpentries nous introduisant la suite d’analyses BioFuncTool, une approche fonctionnelle de la santé des sols relativement simple à mettre en place.

Enfin, Wassila Riah Anglet et Babacar Thioye ont conclu la journée par une présentation passionnante sur les mycorhizes. Leur intervention a souligné la nécessité d’adopter des pratiques agricoles qui préservent ou augmentent le potentiel mycorhizogène dans le sol, ainsi que le rôle crucial du moment choisi dans la colonisation mycorhizienne : l’inoculation précoce s’avère déterminante pour son succès. En plus de certains leviers dans les pratiques agricoles, les techniques de mycorhization contrôlée et d’enrobage des graines avec des champignons mycorhiziens à arbuscules ont été présentées comme une solution prometteuse pour favoriser cette symbiose bénéfique.

 

Babacar Thioye et Wassilah Riah Anglet nous expliquent le rôle que peuvent jouer les symbioses mycorhiziennes dans l’agriculture.

Cette succession d’ateliers a démontré la richesse des approches disponibles pour étudier et améliorer les sols agricoles, de l’observation macroscopique à l’étude des processus microbiologiques. Elle souligne également l’importance d’une approche intégrée, combinant différentes méthodes d’évaluation pour une compréhension plus complète du fonctionnement des sols.

Conclusion : l’importance cruciale de la pédologie

Cette traversée pédologique de la Normandie nous rappelle que chaque sol raconte une histoire unique, fruit d’interactions complexes entre la géologie, le climat, la végétation et les activités humaines. Ces cinq jours d’observation ont renforcé une conviction : la compréhension approfondie des sols est indispensable pour répondre aux défis actuels.

Les sols ne sont pas de simples supports, mais des interfaces dynamiques au cœur des grands cycles biogéochimiques. Leur étude nous permet de mieux comprendre leur multifonctionnalité et, par conséquent, de mieux les préserver, pour les utiliser de manière durable. Face aux enjeux du changement climatique, de l’érosion, de la biodiversité et de la sécurité alimentaire, la protection des sols devient un impératif que nous ne pouvons plus ignorer.

Cette protection passe nécessairement par la transmission des savoirs. Les connaissances accumulées par les pédologues et autres scientifiques du sol constituent un patrimoine précieux qu’il nous faut préserver et partager. L’AFES œuvre quotidiennement en ce sens, organisant des journées de terrain comme celle-ci pour permettre l’échange et la transmission des connaissances pédologiques. J’espère qu’à travers la lecture de cet article, vous aurez ressenti l’importance de cette démarche de préservation et de transmission des savoirs, et compris pourquoi l’observation directe des sols sur le terrain reste irremplaçable pour leur compréhension.

Je tiens à exprimer ma sincère reconnaissance aux experts qui ont partagé leur savoir tout au long de ce voyage pédologique, et dont les retours attentifs lors de la relecture ont permis d’enrichir et de préciser ce récit. Ma gratitude s’étend également aux institutions partenaires qui ont ouvert leurs terrains d’étude, aux équipes de l’AFES qui ont orchestré ces journées de terrain, ainsi qu’à l’ensemble des participants dont la curiosité et les échanges ont contribué à la richesse de cette expérience collective.

(Crédits photo : Antoine Gutowsky et Thomas Fungenzi)

 

Et pour continuer un peu sur les sorties terrains de la JMS 2024, voici quelques pépites et anecdotes par Agnès Gosselin à lire ICI.