Pédologie, Science Des Sols

    La pédologie  est la science qui étudie les sols, c'est une branche de la géologie appliquée. Le pédologue est le spécialiste de l’étude des sols. 

    Le mot pédologie vient du grec pédo : ce qui est sous les pieds, et logos : discours. 

    Le "Dictionnaire de Science du Sol", (Lavoisier, 2002) donne du mot pédologie la définition qui suit: "science qui étudie les caractères physiques, chimiques et biologiques des sols, leur origine, leur morphologie, leur évolution, , leur distribution dans le paysage ainsi que leur classification à des fins d'utilisation".

    Pour étudier, décrire et dénommer les sols, cette science utilise des mots et des termes spécifiques comme couverture pédologique, pédopaysages, solum, profil pédologique, organisations élémentaires, agrégats, traits pédologiques, horizons, pédogenèse...

Couverture pédologique

    Le terme couverture(s) pédologique(s) au singulier ou au pluriel est utilisée en pédologie pour désigner le sol ou les sols qui recouvrent plus ou moins en continu l'espace terrestre.  

    Située entre l'écorce terrestre (partie supérieure de la lithosphère) et l'atmosphère, la couverture pédologique est en évolution constante.
Les sols qui la composent sont des volumes pédologiques hétérogènes, tridimensionnels, qui se transforment constamment, différemment, plus ou moins rapidement avec le temps, d'un lieu géographique à l'autre, à l'amont et à l'aval d'une pente, sous une forêt, en plaine, selon la roche mère du sous-sol (schistes, calcaires, granites, ...), selon le climat, ou en fonction de son utilisation par l'homme...
    Continue, réduite, discontinue, la couverture pédologique peut s'épaissir, être submergée, recouverte de végétation, s'éroder et même parfois être absente comme dans les déserts.

Photo Ruellan- Un exemple de couverture pédologique

Brésil, São Paulo - Photo Ruellan - Extrait blog Alain Ruellan

Lieu: Brésil, São Paulo.
Climat tropical subhumide.
Date: 26 avril 1987

Un exemple de couverture pédologique
Il y a continuité dans l'espace d'une couverture pédologique dont on voit deux de ses horizons superposés : un horizon rouge argileux ferrallitique, sur un horizon, blanc, d'altération d'une roche acide (gneiss).
Le sol est moyennement différencié ferrallitique.
Dénomination WRB : Ferralsol.
Hauteur de la coupe : 300 cm.
Voir le livre "Regards sur le sol" p.45 et 126.

 
   

Pédopaysage

    Pédopaysage désigne l'ensemble des horizons pédologiques et des éléments paysagiques : végétation, effets des activités humaines, géomorphologie, hydrologie, roches mères, dont l'organisation spatiale permet de définir dans son ensemble une partie d'une couverture pédologique.

Paysage d'une chronoséquence de sols calcaires - Photo Ruellan - Maroc, Rif.

Maroc, Rif - Photo Ruellan - Extrait blog Alain Ruellan

Lieu: Maroc, Rif.
Climat méditerranéen subhumide.
Date: 15 mai 1968

Paysage d'une chronoséquence de sols calcaires.
En région de roches et d'alluvions calcaires, exemple de paysage où les diverses pentes et plaines sont d'âges différents ; de ce fait, les sols y sont également d'âges différents et donc de morphologies différentes.
En général, plus les surfaces ou alluvions sont anciennes, plus les sols sont anciens, donc davantage différenciés.
Les sols sont peu (sols jeunes) et moyennement (sols anciens) différenciés.
Voir le livre "Regards sur le sol" p.27.
   

Etude des sols et de la couverture pédologique. Les étapes.

    Après un travail préparatoire au bureau (étude de cartes et de documents), le pédologue se rend sur le terrain pour étudier la couverture pédologique. Sur place, il fait un  relevé des éléments observables: formations superficielles (litière, colluvions, dépôts alluviaux,...),  état du relief,  nature de la végétation, de la faune,  présence des activités humaines, caractéristiques du climat...
L'analyse du paysage va lui permettre de faire un choix raisonné d' emplacements pour creuser dans le sol une ou des fosses d'observation.
    Chaque tranchée creusée à un endroit déterminée dans la couverture pédologique, sur une profondeur allant de la surface du sol à la roche mère sous-jacente, offre une  coupe verticale du sol à cet endroit, on l'appelle le "solum ou profil pédologique".  Le solum  permet l'observation, la description, l'étude, l'analyse des composants du sol, la reconnaissance des différents "horizons" et la dénomination des sols. Voir: [Horizons, Désignation des sols]
 
    Les coupes naturelles (effondrement, érosion, ...) ou artificielles comme les carrières, les tranchées de routes et de voies ferrées peuvent également être utilisées à cet effet.

 Le solum et son environnement
    Sur des fiches, le pédologue décrit et situe dans un premier temps le  solum dans son environnement  géomorphologique (versant, cuvette, fond de vallon, croupe, crête, plateau, ...) , et topographique (altitude, position selon les courbes de niveau, exposition, valeur de la pente, ...), il note l'aspect de surface  (affleurement de roches dures ou tendres), la pierrosité de surface (abondance, nature,  dimension des éléments grossiers) , répertorie la végétation et relève les données climatiques présentes (sécheresse, pluie, humidité,  niveau de la nappe phréatique).
    Il passe ensuite à l'examen du solum.

Examen du solum
     L'observation de la paroi de la fosse pédologique fait apparaître dans son axe vertical, à des niveaux différents des couches superposées marquées par des changements plus ou moins rapides de couleur, de structures, de textures du sol, d'abondance des éléments grossiers, on note également la présence et la disparition de l'enracinement et parfois l'existence de concrétions minérales. Ces couches empilées, plus ou moins parallèles à la surface , relativement homogène, sont appelées des" horizons".
    Les "horizons" sont la base pour la description de la couverture pédologique.

Découpage du solum en horizons
    Le pédologue détermine et découpe verticalement  de façon raisonné le solum en horizons. Il note leur profondeur d'apparition, leur épaisseur,  leur position par rapport à la surface du sol et aux autres horizons, si la transition entre deux horizons est nette ou progressive, ... Une fois défini chaque horizon va être étudié séparément , ses caractéristiques relevées sur le terrain vont être complétées  par des prélèvements d'échantillons suivis de leur analyse en laboratoire.
    Chaque horizon va ensuite selon ses caractéristiques être rapproché  d'un horizon de référence, répertorié dans le Référentiel pédologique (Baize et Girard, 2008).

Horizons de référence
    La présence dans un horizon de certains caractères morphologiques spécifiques (constituants, traits pédolologiques, structure, couleur, ...) associés à divers autres éléments (positionnement par rapport aux autres horizons, ...) a permis aux pédologues de définir plus de 70 types d'horizons appelés: horizons de référence.
    Ces différents types d'horizons sont décrits et répertoriés dans le  Référentiel pédologique (Baize et Girard, 2008).

    Chaque horizon de référence est dénommés par des lettres: O, A, B, E, S, C, R, M... selon une nomenclature internationale.

Solum-concept et dénomination des sols
    Dans un solum la superposition dans un certain ordre d'horizons de référence spécifiques définit la notion de solum-concept.

    Le solum-concept ainsi défini (ensemble d'horizons de références spécifiques présent et ordonné dans un solum) va selon ses caractéristiques être rapproché d'une des 110 références de types de sols répertoriées dans le Référentiel pédologique (Baize et Girard, 2008) et permettre la dénomination du sol. 
    Le morphologie d'un solum-concept constitue la base essentielle de son rattachement à une des 110 références et la dénomination d'un sol.
Voir: [Horizons, Désignation des sols]

Couverture pédologique: front de transformation - Photo Ruellan - Maroc, Anti-Atlas

Maroc, Anti-Atlas - Photo Ruellan-  Extrait blog Alain Ruellan

Lieu: Maroc, Anti-Atlas
Climat : méditerranéen aride
Date : 7 avril 1975

Couverture pédologique: front de transformation
Une roche schisteuse altérée (à gauche) est envahie par une migration latérale de calcaire.
La limite (1) qui sépare le schiste altéré du schiste altéré et calcarifié est un front de transformation du schiste altéré par du calcaire : un horizon C se transforme en horizon Cca.
Hauteur de la coupe : 100 cm.
Voir le livre "Regards sur le sol" p.34.
   

Référentiel pédologique (Baize et Girard, 2008).

    Le Référentiel pédologique (RP) est un système de désignation des sols adapté à la multiplicité  des sols présents en France, en Europe et en Afrique. Il est le seul système officiel de désignation des sols reconnus par les différentes autorités françaises compétentes qui l'utilisent. Il constitue également un thésaurus de vocabulaire proposant la définition de nombreux mots.

    Au cours de plusieurs dizaines d'années de recherche et d'études, les pédologues français ont  établi sous la direction de Denis Baize et Michel-Claude Girard un Référentiel pédologique (RP) qui répertorie plus de 70  types d'horizons et 110 références de types de sols. Il sert à établir une typologie pédologique détaillée des sols, mais pas une classification.
  
    La publication du  premier référentiel date de 1992, elle a été revue en 1995, pour aboutir à  la dernière version datée de 2008.

   
NITOSOLS - Photo Ruellan - Brésil, Ijui (Rio Grande do Sul)

Photo Ruellan - Extrait blog Alain Ruellan - Brésil, Ijui (Rio Grande do Sul)

Lieu : Brésil, Ijui (Rio Grande do Sul)
Climat : Tropical subhumide
Date: 10 novembre 1987

Dénomination: NITOSOLS

Paysage agraire ferrallitique
Les sols sont des 'NITOSOLS' : sols ferrallitiques à capacité d'échange assez élevée. La couleur rouge révèle la présence d'hématite, donc le bon drainage de ces sols argileux.
 La fertilité potentielle de ces sols, formés sur basalte, est élevée.
 Les sols sont moyennement différenciés ferrallitiques.
 Dénomination WRB : Nitisol

Horizons de référence: horizon S nitiques (Sn) et horizons A à halloysite (voir descriptif des NITOSOLS dans le Référentiel pédologique (Baize et Girard, 2008)
   

Intérêt de l'étude pédologique

    Toutes ces données pédologiques regroupées  donnent une description, une étude morphologique, des horizons, des organisations élémentaires qui les constituent, de la couverture  pédologique et de son état d'évolution.
    L'évolution de la couverture pédologique et des ses horizons s'effectue progressivement sur des périodes de temps plus ou moins longues en fonction des conditions environnementales. Lorsqu'on observe un sol, on l'observe à un temps t qui nous permet de comprendre les pédogenèses anciennes et l'évolution du sol à venir. La différenciation des horizons donne l'évolution de la pédogenèse et permet la dénomination des sols.

 Pédogenèse

    Le "Dictionnaire de Science du Sol", (Lavoisier, 2002) donne la définition suivante : Pédogenèse : "Processus de formation, de mise en place et d'organisation du sol, sous l'effet des agents du climat, de la faune et de la flore. Les mécanismes de la pédogenèse sont physiques (désagrégation des roches, érosion), chimiques (dispersion, précipitation, agglomération, lessivage, induration), biologiques (ameublissement, transport, accumulation). L'ensemble de ces mécanismes a pour résultat la formation des sols à partir du matériau initial et de la présence des matières organiques, ainsi que leur développement y compris la différenciation des horizons".

    Le temps joue un rôle principal dans la pédogenèse et les différents horizons vont permettre la dénomination des sols.

 

Pour des informations plus complètes n'hésiter pas à consulter le livre Regards sur le sol - Alain Ruellan, Mireille Dosso - Editions Foucher en vente sur Fnac.com et Eyrolles.com.

 

 Bibliographie
 

 

 

Quelques sites internet

  • http://unt.unice.fr/uoh/degsol/index.php
  • http://alain.ruellan.pagesperso-orange.fr/MyWebsite/page3/page3.html
  • http://www.afes.fr/cours.php

 

 Les autres rubriques de pédologie du site vinsvignesvignerons.com
 
 [Notion de sol - Sols viticoles],  [Horizons - Dénomination des sols], [Formation des sols, constituants],