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Les sols de la Grande-Région

Barbara Neumann, Jochen Kubiniok

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Texte intégral


Pour la première fois, l’European Soil Database (ESDB) external link classe les sols d’Europe selon des critères homogènes et donc comparables sur la base de la World Reference Base of Soils (WRB) external link de l’International Union of Soil Science.

La WRB représente un schéma de classification à deux niveaux, qui divise les sols en groupes de référence selon les horizons diagnostiques et les caractéristiques. 

La classification se base sur les spécificités et les caractéristiques des sols, qui reposent sur des observations ou des paramètres mesurables et qui renvoient vers la structure morphologique, certaines pédogenèses ou sur le bilan nutritif.

Des processus, tels qu’érosion, migration d’argile ou d’humus, mènent à la formation d’horizons caractéristiques et typiques pour certains types de sols dans un sol tridimensionnel. Ceux-ci se divisent en trois horizons de base :


Carte : Sols

sols

Barbara Neumann, Universität Kiel,
Jochen Kubiniok, Universität des Saarlandes; données : ESDB external link

La couche supérieure du sol, à savoir l’humus, souvent de couleur foncée, représente un mélange du corps minéralogique, formé de la roche-mère par érosion, et de l’horizon organique du sol généré par des processus de décomposition. Le sous-sol, qui se trouve en-dessous, est un produit de la météorisation physique et chimique de la roche-mère.

Ferme à Borg (NW-Sarre). Dans de nombreuses agglomérations rurales les sols sont goudronnés, perturbant ainsi le bilan hydrique naturel du sol. Les conséquences : limitation de l’infiltration de l’eau de pluie et ralentissement du renouvellement de la nappe phréatique.

Ensemble avec la masse d’humus de la couche supérieure du sol, les fragments de roche qui se forment et les nouvelles formations minéralogiques secondaires altèrent les caractéristiques, notamment le bilan hydrique et le bilan nutritif, du sol d’un lieu.

Des processus d’éluviation et d’illuviation peuvent différencier cet horizon en d’autres sections. Les horizons du sous-sol sont souvent de couleur plus claire que les horizons de sol situés au-dessus et contiennent généralement moins de matériel organique.

Les oxydes de fer et autres combinaisons d’oxydes minéraux de la pédogenèse se traduisent souvent par des couleurs brunâtres ou rougeâtres caractéristiques.

Ces deux horizons de base forment le Solum et reposent sur un horizon du sous-sol constitué de peu de roche-mère altérée. L’horizon du sous-sol forme la transition vers la roche ou le sédiment-mère. 

Les sols d’Europe peuvent être divisés en 24 groupes de sols de référence (WRB), ce qui représente tout de même deux tiers des types de sols définis au monde. 

On recense des sols organiques (Histosole), des sols anthropogéniques (Anthrosole), des sols influencés par la nappe phréatique d’eau (Gleysole), des sols superficiels (Leptosole), des sols jeunes ou peu évolués (Cambisole) et bien d’autres.

Sols et protection des sols
Les sols représentent une base élémentaire de la vie sur notre planète. Sans la pédogenèse, la croissance des plantes serait insuffisante et l’approvisionnement de la population en aliments, bois et autres matières premières naturelles serait donc impossible. 

Les sols stockent les nutriments et l’eau nécessaires à la croissance de l’herbe, des céréales et des arbres. Sur une roche nue, la croissance des plantes serait nettement limitée.

La diversité des biotopes des associations végétales et animales est ainsi grandement définie par les propriétés des sols. Mais également la nappe phréatique et les eaux courantes, et donc notre eau potable, sont grandement influencées dans leur qualité et quantité par les sols et leur capacité de stocker et filtrer l’eau de pluie.

Érosion des sols sur un champ à Limbach (Sarre)
Photo : J. Kubiniok

Les caractéristiques d’un sol à un endroit précis sont influencées par la minéralogie et la géochimie de la roche ainsi que par l’intensité et le type d’altération en raison du climat, du relief, de la flore et de la faune. 

Aujourd’hui, dans notre espace, l’homme, de par l’agriculture, a également une grande influence sur la propriété des sols. Jusqu’à aujourd’hui, les sols et leurs fonctions sont menacés par l’érosion, la dégradation, le compactage, les polluants, l’acidification ou le recouvrement.

Érosion des sols sur un champ à Limbach (Sarre)
Photo : J. Kubiniok

Du fait que le sol met longtemps à se renouveler, à raison de 1mm/année maxi., et que les nombreux polluants sont très persistants, ces processus sont à considérer comme irréversibles. 

Des aspects de la protection des sols se trouvent dans de nombreuses lois individuelles de l’Union européenne, comme dans la Politique agricole commune et dans la législation sur l’environnement.

Un instrument homogène pour la protection des sols, similaire à celui de la Directive cadre sur l’eau pour la protection des eaux, reste à définir au niveau européen.

Actuellement, on travaille sur une stratégie commune sur la protection des sols, qui devait se pencher sur la problématique de la protection des sols au niveau européen et formuler des objectifs et stratégies homogènes pour la protection des sols en Europe.

Sols de la Grande Région
Pour la Grande Région, 12 groupes de sol WRB sont cartographiés dans l’European Soil Database et 28 sous-groupes sont définis. Les sols caractéristiques pour la Grande Région, basés sur la classification WRB et l’European Soil Database external link resp. le Soil Atlas of Europe external link, sont présentés en détail ci-après (voir tableau 1 et 2).

En outre, pour une meilleure classification, les dénominations françaises et allemandes, selon le Référentiel pédologique 2008 (Baize & Girard 2009) et la Deutsche Bodenklassifikation (vgl. Scheffer & Schachtschabel 2010) sont mentionnées.

Dystric Cambisols
Un tiers des sols de la Grande Région sont des Dystric Cambisols (Brunisols dystriques).

On retrouve ces sols, caractéristiques pour les moyennes montagnes de l’Europe centrale, notamment dans les Ardennes et l’Ösling, l’Eifel et le Hunsrück, le Taunus et le Westerwald, le Pfälzerwald ainsi que dans les Vosges et sur les contreforts des Vosges, à l’ouest.

Leur faible teneur en éléments nutritifs est due à un substrat-mère géologique pauvre en bases (métamorphite et roches magmatiques paléozoïques ainsi que grès mésozoïque). On les trouve également dans des dépôts glaciaires quaternaires.

Ces sols sont squelettiques et souvent peu profonds. Ils conviennent donc plutôt à l’exploitation des prairies et à l’exploitation forestière qu’à l’exploitation agricole.  

Les polluants dans l’air de ces dernières décennies ainsi que l’abattage intensif du bois pour la construction augmentent toutefois l’acidité des sols exploités par l’exploitation forestière, des sols qui présentent déjà des taux ph relativement bas en raison du sous-sol géologique pauvre en éléments nutritifs.

La constitution des horizons de ces sols se divise en un humus profond de 5-10 cm, qui ne peut qu’être partiellement exploité, et en un horizon d’érosion pauvre en humus, généralement profond de 20-60 cm.

La teneur en humus de la couche supérieure du sol augmente avec l’altitude, car la dégradation microbienne de la substance organique (litière) diminue lorsque les températures baissent ou lorsque les périodes de végétation raccourcissent et les précipitations augmentent en cas d’évaporation lente.

Résultat : accumulation d’humus. Dans le cas extrême, cette accumulation peut donner lieu à des tourbières hautes. 

Tableau 1 : synthèse des sols de la Grande Région selon l’European Soil Database (classification WRB) Tableau 2 : Les prefix qualifier des types de sols de la WRB décrits (selon European Commission 2005 et IUSS Working Group WRB 2007)
 

Eutric Cambisol, Borg (NO-Sarre), cartographié selon la classification allemande en tant que sol brun avec horizon labouré fossile de la couche supérieure du sol (fAp), sous-sol brunifié (Bv) et deux horizons du sous-sol érodés (II Cv et III Cv), ainsi qu’un horizon SW marqué par l’influence de l’eau stagnante.
Photos : B. Neumann

Eutric Cambisols
Les Eutric Cambisols, qui recouvrent 23 % de la surface, représentent un autre type de sol caractéristique pour la Grande Région. On retrouve ces sols, qui sont également appelés Brunisols eutriques mésosaturés, essentiellement en Lorraine avec le relief de cuesta, et dans le Gutland. 

Il existe également quelques exemples de ces sols dans la région du bassin de Neuwied de la Westphalie et de la vallée supérieure du Rhin. À l’exception du bassin de Neuwied, où la roche-mère se compose notamment de volcanites, ces sols se trouvent dans les marnes et les argiles riches en éléments nutritifs du mésozoïque et dans leurs produits de réarrangement quartenaires.   

Ces sols sont souvent squelettiques, riches en éléments nutritifs et profonds et conviennent donc parfaitement à l’exploitation agricole.

En cas de pente à forte inclinaison, les sols ont tendance à éroder en raison d’un taux élevé en matériel de sol fin (limon), érosion provoquée par l’écoulement de l’eau, notamment lorsque le sol est soumis à une exploitation agricole intensive et non couvert.

En raison de l’exploitation agricole, le profil de ces sols est marqué par un horizon labouré profond de 20–30 cm, situé au-dessus d’un horizon d’érosion pauvre en humus, généralement profond de 20–50cm.

En cas de reliefs plus abrupts, l’horizon d’érosion peut être inexistant à cause d’une érosion de sol provoquée par l’écoulement de l’eau à la surface datant en partie de l’époque romaine.  

Ces sols, également appelés pararendzina (Calcaric Regosol ou Eutric Leptosol), resp. rankers (Leptosol) au profil très superficiel, présentent une capacité de stockage d’eau très réduite. 

Ce manque d’eau peut provoquer des dégâts causés par la dessiccation de la végétation pendant les mois d’été et, en cas d’exploitation agricole intensive, une forte concentration en nitrate de la nappe phréatique et des cours d’eau avoisinants. 

Haplic Luvisols
Les Haplic Luvisols (Luvisols typiques), qui couvrent plus d’un dixième de la surface de la Grande Région, se trouvent notamment dans le tonstein (pierre d’argile) et le siltstone du carbonifère en Wallonie. En outre, on trouve ce type de sol également souvent dans les gisements de loess dans la région sud de la vallée du Haut-Rhin.

En raison d’une illuviation d’argile, ces sols décalcifiés de la couche supérieure du sol ont développé un horizon qui ne retient que faiblement l’eau dans le sous-sol, qui n’a toutefois aucune influence négative sur leurs excellentes propriétés en tant que sol agricole, et sont dénommés « Parabraunerde » (sol lessivé) selon la Deutsche Bodenklassifikation.   

Ces sols se constituent généralement d’un horizon labouré profond de 20-30 cm, en raison de l’exploitation agricole, situé au-dessus d’un horizon appauvri en argile, profond de 10-20 cm. 

L’argile lessivée est accumulée dans un horizon enrichi en argile, profond de 10-20 cm,  à la base de l’horizon appauvri en argile. En-dessous se trouve un horizon d’érosion d’une profondeur allant jusqu’à 40 cm. 

À des endroits où le relief est peu prononcé, les pores du sol bouchés peuvent provoquer de l’humidité permanente dans l’horizon enrichi en argile.

 
Calcaric Cambisol superficiel, Böckweiler (SE-Sarre), avec horizon labouré récent (Ap) et fossile (fAp) sur sol brun BvCv horizon de transition et horizon du sous-sol érodé (II Cv et III Cv), roche-mère : calcaire coquillier moyen
Photo : B. Neumann

Calcaric Cambisol superficiel (Kalkbraunerde), Böckweiler (SO-Sarre), avec horizon labouré récent, profil cf ci-dessus
Photo : B. Neumann

Calcaric Cambisols
Environ 7 % des sols de la Grande Région sont des Calcaric Cambisols (Calcosols), des sols bruns calcaires et rendosol. Ces sols riches en calcaire sont très squelettiques et disposent souvent d’une moindre profondeur, de sorte qu’ils se prêtent plutôt à l’exploitation des prairies qu’à l’exploitation agricole, malgré une teneur élevée en éléments nutritifs et des taux ph élevés.

En raison d’une exploitation sur plusieurs siècles, la profondeur de la couche supérieure du sol constituée d’humus n’est que de quelques centimètres à 25 cm. La couche se situe souvent directement au-dessus du calcaire (rendosol), ou sur un horizon d’érosion argileux (sols bruns calcaires) profond de 20-40cm.

En raison d’une teneur élevée en argile et en pierres, l’exploitation agricole de ces sols est limitée.

Eutric Fluvisols
Les Eutric Fluvisols sont des sols alluviaux riches en éléments nutritifs. Il s’agit d’un produit issu des phases de défrichement médiévales et de la sédimentation des sols correspondante dans les zones inondables des grands fleuves.   

Bien que situés dans les vallées exposées aux montées des eaux et aux crues, ces sols fertiles servent toujours à l’exploitation agricole et à l’exploitation des prairies et représentent environ 5 % de la surface de la Grande Région. On y cultive également des légumes. 

Les profils des sols sont caractérisés par une couche supérieure du sol constituée d’humus profonde de 5-30 cm ou d’un horizon labouré, que l’on retrouve dans les dépôts alluviaux peu différenciés. 

Le jeune âge des sédiments ne permet aucune différenciation de profil supplémentaire. En cas de niveau de nappe phréatique élevé, des horizons de couleur rouille riche en oxyde de fer se forment dans le sous-sol.

En-dessous de cet horizon, on découvre un grand appauvrissement en oxyde de fer qui se traduit par un éclaircissement important de cet horizon phréatique. Cette dynamique résulte des conditions pauvres en oxygène dans la zone des pores du sol gorgées de la nappe phréatique.

Autoroute près de la Sarre à Sarrebruck. Les recouvrements de sol et les rectifications ainsi que les canalisations des fleuves ont non seulement fait disparaître un espace de rétention précieux le long de la vallée, mais également des sols alluviaux fertiles. 
Photo : B. Neumann

Sources


Ad-Hoc Arbeitsgruppe Boden 2005: Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. Auflage, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Bundesrepublik Deutschland: Hannover.

Baize, D. & Girard, M.-C. (Hrsg.) 2009: Référentiel pédologique 2008. - Association française pour l’étude du sol (Afes), Éditions Quæ, Versailles.
European Commission 2005: Soil Atlas of Europe. European Soil Bureau Network, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg.

IUSS Working Group WRB 2007: World Reference Base for Soil Resources 2006. Erstes Update 2007. Deutsche Ausgabe. - Übersetzt von Peter Schad. Hrsg. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover.

Scheffer, F. & Schachtschabel, P.  2010: Lehrbuch der Bodenkunde. - Neubearb. v. Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn u. a. Begr. v. Fritz Scheffer u. Paul Schachtschabel. 16. Aufl., Spektrum Akademischer Verlag.

Liens externes 


Bundesamt für Geowissenschaften und Rohstoffe BGR, Deutschland - Europäischer Bodenatlas external link

Europäische Kommission, Umwelt, Boden external link

EU-Kommission Joint Research Centre - European Soil Portal external link

EU-Kommission Joint Research Centre: Soil Atlas of Europe external link

IUSS Working Group WRB (2007): World Reference Base of Soils (WRB) external link pdf