1.3.2. Les menaces sur les sols
Le sol est une ressource non renouvelable, tant d'un point de vue physique que fonctionnel, qui est soumise à des menaces de plus en plus nombreuses provenant des activités humaines. La phase finale du processus de dégradation des sols est la désertification des terres, quand le sol perd sa capacité à assurer ses fonctions.
Les menaces qui pèsent sur les sols sont notamment l'érosion, la diminution de matières organiques, la contamination locale et diffuse, l'imperméabilisation, le tassement, la réduction de la biodiversité et la salinisation. Des pertes irrémédiables de sol peuvent également survenir suite à des glissements de terrain ou à des inondations. Ces menaces n'apparaissent pas de manière homogène dans toute l'Europe, mais il est prouvé que les processus de dégradation s'accentuent. De plus, il est probable que le changement climatique les aggravera.
L'érosion : une perte irréversible de sol
L'érosion est un phénomène naturel dont la résultante est l'élimination des particules du sol transportées par l'eau ou le vent. Elle peut être accentuée par certaines activités humaines. L'érosion entraîne une perte irréversible de sol et donc limite ses capacités ultérieures de production (Figures 3.1.3.6 et 3.1.3.7).
Les menaces qui pèsent sur les sols sont notamment l'érosion, la diminution de matières organiques, la contamination locale et diffuse, l'imperméabilisation, le tassement, la réduction de la biodiversité et la salinisation. Des pertes irrémédiables de sol peuvent également survenir suite à des glissements de terrain ou à des inondations. Ces menaces n'apparaissent pas de manière homogène dans toute l'Europe, mais il est prouvé que les processus de dégradation s'accentuent. De plus, il est probable que le changement climatique les aggravera.
L'érosion : une perte irréversible de sol
L'érosion est un phénomène naturel dont la résultante est l'élimination des particules du sol transportées par l'eau ou le vent. Elle peut être accentuée par certaines activités humaines. L'érosion entraîne une perte irréversible de sol et donc limite ses capacités ultérieures de production (Figures 3.1.3.6 et 3.1.3.7).
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Photo : C.Walter
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Figure 3.1.3.6 : Ravine d’érosion hydrique dans des sols limoneux
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PESERA, 2003
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Figure 3.1.3.7 : Extrait de la cartographie du risque érosif établie au niveau européen
L'érosion est déclenchée par une combinaison de facteurs tels que les fortes dénivellations, le climat (ex : de longues périodes sèches suivies de grosses précipitations), une utilisation des terres inadéquate (ex : labours parallèles à la pente), les types de couverture végétale (ex : végétation éparse, sol nu en hiver) et les catastrophes écologiques (ex : incendies de forêt).
En outre, certaines caractéristiques intrinsèques du sol le rendent plus sensible à l'érosion (ex : texture limoneuse, faible teneur en matières organiques). Le modèle PESERA (Bureau Européen des Sols, 2003) propose une première estimation de l’aléa érosif au niveau européen (Figures 3.1.3.6 et 3.1.3.7). En France, on estime que 18% du territoire sont concernés par un aléa d'érosion moyen à très fort. Les raisons de cette situation sont différentes en fonction des régions :
- dans le nord de la France, les terres arables sont particulièrement vulnérables en raison d’un couvert végétal peu couvrant une partie de l’année,
- dans le nord du Bassin parisien et le sud-ouest de la France, l'aléa d'érosion est lié à la forte battance des sols,
- dans l'arc alpin et en Corse, les fortes pentes et l'agressivité des épisodes pluvieux expliquent l'aléa élevé.
La diminution des teneurs en matières organiques : une fragilisation du sol
La matière organique du sol est composée de débris organiques frais ou en décomposition (ex : restes de racines de plantes, feuilles, excréments), d'organismes vivants (ex: racines de plantes, bactéries, champignons, vers de terre) et d'humus qui est le produit final stable de la décomposition des éléments organiques dans le sol par l'action lente des organismes du sol. La matière organique est constamment accumulée et décomposée.
La matière organique joue un rôle central dans l'entretien du sol et le maintien de ses fonctions :
La matière organique du sol est composée de débris organiques frais ou en décomposition (ex : restes de racines de plantes, feuilles, excréments), d'organismes vivants (ex: racines de plantes, bactéries, champignons, vers de terre) et d'humus qui est le produit final stable de la décomposition des éléments organiques dans le sol par l'action lente des organismes du sol. La matière organique est constamment accumulée et décomposée.
La matière organique joue un rôle central dans l'entretien du sol et le maintien de ses fonctions :
- elle contribue à la stabilité structurale du sol permettant notamment de lutter contre l'érosion, d'améliorer la capacité de rétention en eau et de limiter la compaction du sol,
- sa dégradation par les organismes vivants entretient la fertilité du sol (ex : fourniture de nutriments), produit de la biomasse (la matière organique du sol est "l'aliment" principal des organismes qui y vivent) et libère du carbone dans l'atmosphère sous forme de CO2,
- elle assure le pouvoir fixateur et tampon du sol, contribuant ainsi à limiter la diffusion de la contamination du sol dans l'eau.
Les pratiques agricoles et sylvicoles ont une incidence importante sur les stocks de matière organiques du sol. Il est essentiel de maintenir, voire d'augmenter dans certaines situations, la teneur en matières organiques du sol car une teneur inférieure à 1,5% est généralement considérée comme problématique, notamment pour des sols limoneux.
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D’après Lemercier et al., 2006
Légende
Figure 3.1.3.9 : Exemple de baisse progressive des teneurs en carbone organique des sols cultivés : cas de la Bretagne pour trois périodes successives entre 1980 et 2000
La contamination des sols : une menace pour l'homme et les écosystèmes
L'introduction de contaminants dans le sol peut entraîner la détérioration ou la disparition de certaines fonctions des sols et une possible contamination croisée de l'eau et de la chaîne alimentaire, d'où des conséquences négatives possibles pour la santé humaine et les écosystèmes. L'incidence potentielle des contaminants du sol dépend non seulement de leurs concentrations mais aussi de leur comportement environnemental (mobilité, biodisponibilité) et du mécanisme d'exposition des cibles (ex : Homme, écosystèmes, plantes cultivées).
Une distinction est souvent faite entre la contamination du sol provenant de sources clairement confinées (contamination locale ou ponctuelle) et celle causée par des sources diffuses.
- Contamination locale des sols
La contamination locale (ou ponctuelle) est généralement associée aux exploitations minières, aux installations industrielles, aux décharges et à d'autres installations, tant en cours d'exploitation qu'après leur fermeture. Ces activités peuvent engendrer des risques pour le sol et l'eau. L’acquisition de connaissances sur les transferts de contaminants et le développement de technologies de traitement sont des voies importantes pour résoudre les problèmes de contamination d'aujourd'hui, mais la prévention de contaminations ultérieures doit être l'objectif futur.
Au 1er septembre 2005, 3 717 sites pollués ont été recensés en France pour lesquels l'Etat a entrepris une action de remédiation (Figure 3.1.3.9). Les anciennes zones minières et les zones fortement industrialisées sont les plus concernées (Nord - Pas-de-Calais, Lorraine, Alsace, Île-de-France, vallée du Rhône).
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D’après IFEN, 2006
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Figure 3.1.3.9 : Cartographie des sites et sols pollués reconnus pollués en 2005
- Contamination diffuse des sols
La contamination diffuse est généralement liée au dépôt atmosphérique ou de sédiments, à certaines pratiques agricoles et au recyclage et au traitement inadéquats des déchets et des eaux résiduaires. Celle-ci entraîne l'accumulation dans les sols d'éléments en traces et de molécules organiques plus ou moins dégradables.
Le Réseau de Mesure de la Qualité des Sols (RMQS, Gissol) renseigne notamment sur les concentrations en éléments en traces métalliques dans les horizons de surface et sur des échantillons collectés en profondeur. En reliant ces données à la géologie, la pédologie, l'environnement du site ainsi qu'à l'historique des parcelles (notamment usage du sol et intrants), il est alors possible d'estimer d'une part les teneurs naturelles et/ou habituelles en éléments en traces métalliques dans les sols et de distinguer les apports anthropiques.
Ainsi, l’analyse des teneurs en plomb mesurées sur 84 sites en Ile-de-France, Loiret et Eure-et-Loir a permis d’obtenir une carte des retombées en plomb anthropogène (figure 3.1.3.10) montrant une auréole autour de Paris et d’évaluer ces retombées à 5,9 T de plomb par km² sur le secteur étudié. Une première analyse des déterminants pouvant expliquer ces retombées a permis part exemple d'obtenir de bonnes corrélations avec la densité de population. Ces retombées sont à mettre en relation avec l’activité industrielle et surtout avec l’utilisation pendant de longues années de carburant enrichi au plomb. Une validation de ces résultats a été obtenue à partir d’autres sources de données (bibliographie nationale et européenne sur les émissions atmosphériques de plomb).
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D’après Jolivet et al., 2005
Légende
Figure 3.1.3.10 : Estimation des retombées en plomb anthropogène sur les sols autour de Paris
L'imperméabilisation des sols : le morcellement du territoire et l'augmentation du ruissellement
Couvrir le sol pour réaliser des logements, des routes ou d'autres opérations d'aménagement foncier entraîne une imperméabilisation des sols, le plus souvent irréversible. Les stratégies d'aménagement du territoire ne prennent pas suffisamment en considération les effets des disparitions de sol.
La disparition de sol est d'autant plus dramatique lorsqu'elle concerne des sols fertiles, ce qui est souvent le cas autour des plus grandes agglomérations car les civilisations se sont généralement installées là où les sols étaient les meilleurs et permettaient de nourrir des populations nombreuses.
L'imperméabilisation des sols a des influences multiples notamment sur la conservation de la nature et la lutte contre les inondations. En effet, lorsque la terre est étanche, la surface pour que le sol assure ses fonctions, notamment l'absorption de l'eau de pluie pour l'infiltration et la filtration, est très réduite.
De 1993 à 2003, les surfaces agricoles ont diminué de 81 000 ha par an et les zones urbaines ont augmenté de 60 000 ha par an. L'artificialisation se fait principalement dans les aires urbanisées, au détriment des zones agricoles (Figure 3.1.3.11).
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D’après IFEN, 2006
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Figure 3.1.3.11 : Evolution de l’occupation des sols dans les aires urbaines entre 1990 et 2000
Le tassement du sol : la diminution des fonctions de production et de stockage
Le tassement se produit quand le sol est soumis à une pression mécanique du fait de l'utilisation de machines lourdes ou du surpâturage, particulièrement dans des conditions de sol humide. Le tassement des couches plus profondes du sol est très difficile à inverser.
La détérioration de la structure du sol restreint la croissance des racines, la capacité de stockage de l'eau, la fertilité, l'activité et la stabilité biologiques. En outre, lors de fortes précipitations, l'eau ne peut plus facilement s'infiltrer dans le sol ce qui conduit à augmenter les risques d'érosion et d'inondation.
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Photo C. Walter
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Figure 3.1.3.12 : Illustration du processus de tassement des sols
La diminution de la biodiversité des sols : une menace pour le futur
La diversité des espèces biologiques des sols, leurs interactions et leurs rôles exacts sont actuellement méconnus. La perte de certaines espèces ou fonctions qu'elles assurent pourrait gravement compromettre la durabilité des sols.
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Photo ??????
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Figure 3.1.3.13 : Illustration de la biodiversité des sols
La salinisation : un premier pas vers la désertification
La salinisation est l'accumulation dans les sols de sels solubles de sodium, de magnésium et de calcium à tel point que la fertilité des sols est gravement réduite. Ce processus est souvent associé à l'irrigation car les eaux d'irrigation contiennent des quantités variables de sels, notamment dans les régions où de faibles précipitations, des taux élevés d'évapotranspiration ou des caractéristiques de structure des sols empêchent le lavage des sels, qui par la suite s'accumulent dans les couches superficielles du sol. Il en résulte une stérilisation progressive des sols, le sel étant toxique et corrosif à forte concentration pour les organismes du sol et les plantes.
Dans les régions côtières, la surexploitation des eaux souterraines (causée par les exigences de l'urbanisation croissante, l'industrie et l'agriculture) peut entraîner une baisse de la nappe phréatique et déclenche l'intrusion de l'eau de mer. Dans les pays nordiques, le salage hivernal des routes peut engendrer une salinisation des sols bordant les voies de circulation.
Les inondations et glissements de terrain : une perte de sol
Les inondations et les glissements de terrain sont principalement des risques naturels étroitement liés à la gestion des sols et des terres. Les inondations et les mouvements du sol en masse causent une érosion, la pollution par les sédiments et la disparition des ressources du sol, avec des effets importants pour les activités et les vies humaines, des dommages aux bâtiments et aux infrastructures, et la diminution des terres agricoles.
Les inondations peuvent, dans certains cas, résulter en partie du fait que le sol n'assure pas son rôle de contrôle du cycle de l'eau en raison de tassement ou d'imperméabilisation. Elles peuvent également être favorisées par l'érosion souvent causée par le déboisement et l'abandon des terres.
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Figure 3.1.3.14 : Illustration des inondations occasionnelles des sols