Le sol, souvent perçu comme une simple couche de « terre arable », est en réalité un écosystème complexe et vital. Il est bien plus qu'une simple interface entre l'atmosphère et la lithosphère. Cette couche superficielle de la croûte terrestre, essentielle à la vie, mérite une attention particulière en raison de son rôle crucial dans la production alimentaire, la biodiversité, la régulation du cycle de l’eau et la lutte contre le changement climatique.
Définition et Caractéristiques Générales
Le sol est la partie superficielle de la croûte terrestre. De sa surface jusqu’à la roche altérée dont il se distingue par l’association intime de constituants minéraux et organiques, le sol est une couche fragile, de quelques centimètres à plusieurs mètres d'épaisseur. Verticalement, leur épaisseur varie de quelques centimètres à quelques mètres. Horizontalement, ils couvrent de façon continue la surface des continents, présents sous les cours d’eau et sous les constructions humaines, pellicule fine sur les affleurements rocheux.
Plus précisément, pour l’agronome et le pédologue, le sol est le produit de l’altération, du remaniement et de l’organisation des couches supérieures de la croûte terrestre sous l’action de la vie, de l’atmosphère et des échanges d’énergie qui s’y manifestent. C’est aussi un volume organisé, structuré et continu : la couverture pédologique présente une grande variété spatiale et est un milieu en perpétuelle transformation. Elle fait donc partie des paysages et est elle-même composée de volumes plus petits, les couches de sol que les spécialistes appellent horizons.
Hétérogénéité et Variabilité
Il n’y a pas un sol, mais des sols. Le sol varie, il n’est pas le même ici et là (on parlera de couverture pédologique). Selon la nature des roches, la couverture végétale et surtout le climat, ses propriétés sont différentes. Mais les propriétés du sol sont très différentes selon les matériaux parentaux d’origine et les divers climats qui ont fabriqué ce sol ; d’où l’existence d’une multitude de sols très différents dans une même région soumise à un même climat et à plus forte raison entre régions ayant des climats très différents. Dans une même région, dans une même parcelle, nous n’avons pratiquement jamais le même type de sol.
Formation et Évolution du Sol
Sa formation résulte d’une évolution à l’échelle du millénaire, pendant laquelle des processus d’altération, de transformation et d’organisation ont pris place pour conduire à sa différenciation verticale (on parlera d’horizons pédologiques) et latérale, en lien avec la nature des substrats géologique et des écosystèmes, les flux alentours d’eau et d’air. Dans certaines conditions, la roche-mère, élément minéral est altérée par l’air et l’eau. Cela permet l’installation de premières plantes pionnières. Ensuite, la matière organique provenant de plantes et d’animaux morts forme en surface une litière. Décomposée par la faune du sol, elle est transformée en humus.
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Horizons Pédologiques
Dans une coupe de sol, on observe aisément des volumes pédologiques individualisés dont la taille varie du millimètre (de très fins grumeaux) à parfois quelques décimètres (souvent en forme de colonnes ou de prismes). En fait, ce ne sont pas des fragments dus à la cassure d’objets existants mais bel et bien des volumes naturels, qu’on dénomme agrégats. Les horizons sont des volumes pédologiques apparaissant en couches plus ou moins parallèles à la surface du sol, d’une épaisseur qui va de quelques centimètres à quelques décimètres. La superposition des horizons forme un profil pédologique et l’ensemble des horizons distribués dans l’espace constitue la couverture pédologique.
Durant toute l’histoire du sol, les transformations subies par les matériaux et les déplacements des constituants contribuent à la différenciation des horizons. Sous climats tempérés, les processus de pédogenèse à l’origine des sols actuels ne se sont développés que postérieurement à la dernière grande glaciation, soit il y a environ 10 000 ans.
Composition et Biodiversité du Sol
Ils nous nourrissent, accueillent nos maisons, les animaux et les plantes, sont le support des paysages que nous contemplons…. Dans les sols, microorganismes, animaux et plantes se côtoient et interagissent. Essentielle à la vie, cette biodiversité doit être préservée ou protégée. Sous ce terme, se cache « tout ce qui est vivant ou a été vivant dans le sol ». Un mètre carré de sol de jardin abrite en moyenne 260 millions d’animaux, soit une biomasse d’environ 150 g.
Microfaune, Mésofaune et Macrofaune
La microfaune rassemble des organismes inférieurs à 0,2 mm : des centaines de millions de Protozoaires et de Nématodes par mètre carré, ainsi que quelques espèces de Rotifères et des Tardigrades. Ces organismes minuscules vivent dans l’eau interstitielle du sol. La mésofaune, entre 0,2 et 4 mm, rassemble les microarthropodes : Acariens et Collemboles grouillent dans le sol, à raison de plusieurs milliers par mètre carré. Pseudoscorpions, Protoures, Diploures et petits Myriapodes vivent également dans le sol. La macrofaune est composée des animaux entre 4 et 80 mm. Membres à part entière de la faune du sol, on en dénombre quelques centaines au m² correspondant à une masse qui se compte en dizaines voire en centaines de kilos à l’hectare.
Rôle de la Biodiversité
Une biodiversité foisonnante et encore mal connue contribue aux nombreuses fonctions qu’il assure. Nous savons que la faune et la microfaune du sol jouent des rôles fondamentaux dans le maintien de la fertilité physique et chimique des sols (évolution de la matière organique, stabilité de la structure, aération du sol). Ainsi de nombreux cycles biologiques passent par le sol et l’incluent donc comme élément constitutif de nombreux écosystèmes.
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Fonctions et Importance du Sol
Le sol est la base de la vie pour tous les êtres vivants : il filtre et stocke l’eau. Il participe aux cycles de l’azote (N), du phosphore (P) et du potassium (K), éléments nécessaires au développement des plantes et des cultures. Les éléments indispensables aux végétaux se trouvent dans le sol (calcium, potassium, azote, eau, air, etc.). Le sol joue ainsi le rôle de réservoir, de « garde-manger » qui selon les cas est plus ou moins rempli. Il retient aussi l’eau nécessaire aux plantes qu’il leur restitue en fonction de leurs besoins.
Régulation et Épuration
Le sol exerce une fonction de tampon vis-à-vis des éléments exogènes qu’il reçoit (pluies acides, fertilisation, pesticides…). Le sol remplit aussi un rôle majeur dans la séquestration du dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère sous forme de matière organique. Le sol est un milieu poreux et il exerce vis-à-vis de l’eau qui le traverse un rôle de filtre et de réacteur chimique et biologique pour les nitrates, phosphates et pesticides… Le sol devient un système épurateur, la qualité chimique et biologique des eaux dépend des propriétés des sols.
Matériau de Construction
Le sol sert de matériau de construction dans de nombreux cas. Les sols argileux en particulier permettent la fabrication de briques mais également de maisons en torchis. C’est ainsi qu’ont été édifiées de nombreuses villes et de villages en terre à travers le monde, il en est de même des barrages en terre. Les galets des sols très caillouteux sont utilisés pour le béton ou pour les routes.
Menaces et Défis Actuels
Et pourtant, ils sont menacés. Si la recherche produit des connaissances porteuses de solutions pour mieux les protéger, les utiliser de façon durable ou les restaurer, la mobilisation de tous est nécessaire pour redonner et préserver sa valeur à ce capital naturel et vital. Malheureusement, la connaissance des sols dans le monde, en Europe, et même en France, reste insuffisante et, actuellement, difficilement mobilisable. Or, « tout est question d’équilibre entre les capacités fonctionnelles et de renouvellement des sols et la pression anthropique ».
Artificialisation des Sols
Savez-vous qu’en 10 ans, les sols artificialisés ont progressé de 596 000 ha soit l’équivalent d’un département français, comme le Var ou la Charente ? Pour freiner le processus d’artificialisation des sols et les effets négatifs qui en découlent, le Plan biodiversité présenté par le gouvernement le 4 juillet 2018 a fixé un objectif de « zéro artificialisation nette à terme » sur le territoire national.
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Dégradation des Sols
À travers le monde, les exemples de sols dégradés, suite à leur mise en valeur ne manquent pas. Citons l’érosion hydrique et l’érosion éolienne, les tassements, l’appauvrissement en matière organique et en activité biologique, l’accumulation des sels, les pollutions… Au total toutes les fonctions majeures du sol sont affectées. L’équilibre entre les potentialités du sol et la pression des activités humaines est seul garant de l’avenir. Un sol labouré, laissé nu (sans être recouvert de végétaux) une bonne partie de l’année subit davantage l’érosion : une partie de ses éléments fertiles sont emportés par l’eau (érosion hydrique) ou le vent (érosion éolienne). L’agriculture intensive a permis d’accroître les productions vivrières mais elle a contribué à la pollution des sols à cause de l’usage intensif d’engrais de synthèse et de produits phytosanitaires pour lutter contre les mauvaises herbes et les parasites.
Importance de la Connaissance et de la Conservation des Sols
Il est donc indispensable de poursuivre la diffusion des connaissances ainsi que les études et les inventaires concernant cet inconnu. Le sol est un patrimoine pour toute la planète, qu’il convient de protéger et de conserver en raison de ses fonctions par rapport à la vie et à la santé de l’Homme. La conservation des sols devient un projet majeur à l’échelle mondiale. La gestion des sols se fait aussi en fonction d’objectifs finalisés correspondant à des aspects très variés.
Solutions et Perspectives
Développer l’agroforesterie : permettre par exemple à des moutons de pâturer dans des vergers. De la connaissance des sols aux instruments économiques qui en reconnaissent les valeurs, plusieurs leviers existent. Et si une des solutions pour limiter le dérèglement climatique se trouvait là, sous nos pieds ? Oui, il est possible de stocker le carbone du CO2 en excès dans l'atmosphère dans le sol.
Définitions Archéologiques et Pédologiques du Sol Urbain
La définition courante du terme « sol » est : « partie superficielle de la croûte terrestre, à l’état naturel ou aménagée pour le séjour de l’Homme ». Mais en archéologie et dans les sciences de la Terre, il a plusieurs significations, qui recouvrent des disciplines, des écoles et des points de vue distincts. Les archéologues emploient parfois le terme « sol urbain » pour désigner « l’ensemble des dépôts accumulés entre la limite supérieure du substrat géologique et la surface actuelle des villes » ; c’est-à-dire toute la stratification anthropique enfouie, qui peut s’étendre sur plusieurs dizaines voire centaines d’hectares, et atteindre une épaisseur de plusieurs mètres. Un « sol archéologique » désigne aussi, plus localement, une unité stratigraphique précise.
Dans le domaine des sciences de la Terre, la notion de « sol » (ou « couverture pédologique ») relève de la pédologie et désigne l’épaisseur de la surface terrestre résultant de l’altération en place d’un substrat (matériau parental ou roche-mère) en contact avec l’atmosphère et la biosphère.
Cette expression de « sol urbain » commune aux archéologues et aux pédologues recouvre une différence de vision, qui est aussi une différence d’échelle de perception. « Vu de loin » par les pédologues, il s’agit d’une formation superficielle, résultant de l’action de l’Homme comme agent de transformation et d’altération sur place ; mais « vu de près » par les archéologues, il s’agit d’une stratification épaisse, formée d’accumulations, mais aussi d’un grand nombre d’éléments de relief enfouis (murs, fosses, caves, excavations ou anciennes élévations de toutes natures…) ou encore, en élévation, résultant de l’action de l’Homme comme agent d’érosion, de transport et de dépôt de matériaux, et ainsi créateur de relief artificiel.
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