teneurs totales en " métaux lourds " dans les sols
français
résultats généraux du programme ASPITET
Introduction
1. Le programme ASPITET
2. La population étudiée
3. Principaux faits établis grâce au programme
ASPITET
4. Stratégies d'estimation des
contaminations
5. Vers une cartographie pédogéochimique
?
6. Qualité des sols de France en zones
rurales
7. Propositions de valeurs numériques comme " seuils
d'investigation "
8. Nouveaux programmes apparentés
Annexe 1. Teneurs totales en éléments traces
dans les sols (France) - Gammes de valeurs " ordinaires " et d'anomalies
naturelles
Annexe 2. Éléments statistiques obtenus
pour 1 110 horizons de surface de sols cultivés français
Publications liées au programme INRA-Aspitet
Encadré1. 1997, INRA Éditions.
Encadré2
Dans le contexte actuel de l'agriculture mondiale (concurrence exacerbée,
exigences croissantes des consommateurs, principe de précaution),
la qualité des produits agro-alimentaires prend de plus en plus
d'importance, notamment en ce qui concerne les productions
légumières. Dans le même temps, en conséquence
de la multiplication des stations d'épuration des eaux usées,
les volumes de boues générés augmentent rapidement et
leur épandage sur les terrains agricoles est considéré
comme la solution la plus simple et la moins coûteuse. D'autres
déchets de toutes natures sont également susceptibles d'être
épandus sur les sols cultivés ou bien l'ont été
dans le passé (composts d'ordures ménagères, boues
d'industries alimentaires, boues de papeteries, etc.). Parmi les substances
indésirables contenues dans ces divers déchets, figurent les
" éléments traces métalliques " (ETM) souvent appelés
également " métaux lourds ". Par ailleurs, l'inventaire des
" sites et sols pollués " est en cours et il y a souvent des terrains
agricoles à proximité de ces sites industriels ou miniers.
C'est pourquoi il est intéressant de pouvoir reconnaître si
un sol cultivé est indemne de contamination ou, au contraire, s'il
a gardé la trace d'apports de métaux potentiellement dangereux
et de bien distinguer la part de ce qui est naturel et de ce qui est
contamination d'origine humaine. Malgré des flux et des concentrations
plutôt faibles, le cadmium (Cd) est en tête de la liste des
métaux potentiellement toxiques. Doivent aussi être surveillés
dans tous les compartiments de notre environnement : le plomb (Pb), le cuivre
(Cu), le zinc (Zn), le mercure (Hg), l'arsenic (As) et, dans une moindre
mesure, le chrome (Cr), le nickel (Ni), le sélénium (Se), le
thallium (Tl)...
Pour connaître le degré de contamination d'un sol en zone rurale,
il ne suffit pas de confronter ses résultats aux valeurs seuils d'une
réglementation (1) ou à
des références étrangères. Il est nécessaire
d'estimer d'abord le fond pédogéochimique local, c'est-à-dire
de déterminer les concentrations naturelles en ETM présents
dans un sol, résultant uniquement de l'évolution géologique
et pédologique, en absence de tout apport lié aux activités
humaines.
En effet, de nombreuses anomalies naturelles en ETM ont été
à ce jour détectées en France (Baize et Chrétien,
1994 ; Baize, 1997d ; Baize et al., 1999 - cf annexe 1). Il est utile d'en
faire l'inventaire, d'en connaître la répartition spatiale,
de vérifier leur caractère naturel et d'approfondir la recherche
des origines précises de ces anomalies. Il est indispensable de bien
prendre en compte ces valeurs élevées afin d'éviter
des contresens déplorables au moment de l'interprétation des
résultats d'analyses dont le nombre va s'accroître dans l'avenir.
En d'autres termes, il faut prendre conscience qu'on peut observer localement
des teneurs en ETM très supérieures à telle ou telle
valeur réglementaire sans avoir à invoquer une " pollution
" d'origine anthropique, même si une étude de la qualité
des produits agricoles obtenus sur ces sols anomaliques présente un
intérêt certain (Mench et al., 1997 ; Tremel et al., 1997a et
1997b).
C'est parce que ce problème des " métaux lourds " devenait
d'actualité et parce que notre ignorance était immense quant
aux teneurs naturelles dans les sols et leurs variations d'un point à
un autre que le programme INRA-ASPITET a été lancé en
1993. En juin 1994, un premier article a été publié
dans le numéro 22 du Courrier de l'environnement
(2) pour présenter ses objectifs et exposer les premiers
résultats obtenus à cette date. Aujourd'hui, ce programme
étant pratiquement terminé, il est possible de tirer un bilan
général des connaissances acquises.
Tous les résultats du programme ont été publiés
(voir encadré ci-contre).
Le programme ASPITET est surtout un premier inventaire, un dégrossissage
des problèmes : plusieurs programmes de recherche ont déjà
débuté sur ses premiers résultats (Mench et al., 1997
; Tremel et al., 1997a et b). D'autres encore vont se greffer dessus dans
les mois et années à venir (cf ci-dessous).
Il est certain que la connaissance de la teneur totale en un élément
ne permet pas de se faire une bonne idée du risque pour la chaîne
alimentaire et l'environnement. Mais les teneurs totales sont les plus faciles
à obtenir analytiquement et les moins contestables en matière
d'interprétation, à la différence des extractions
sélectives avec tel ou tel réactif. Le programme ASPITET a
montré cependant qu'il est possible, en raisonnant sur les teneurs
totales et en déterminant le fond pédogéochimique naturel
local, d'estimer les apports et contaminations dues aux activités
humaines. C'est déjà beaucoup ! C'est un premier pas, indispensable
avant d'entamer, si besoin, une étude plus approfondie des formes
chimiques présentes (spéciation), et des risques pour les
êtres vivants ou notre environnement (absorption par les plantes, tests
biologiques, mobilité).
Elle correspond à celle déjà envisagée par Baize
(1997d) mais complétée par de nombreux prélèvements
puisque son effectif est passé de 580 horizons
(3) à 815. Le mode d'échantillonnage est
resté le même, à savoir :
- chaque " individu " (au sens statistique du terme) est un horizon
pédologique prélevé dans une fosse (plus rarement
prélevé à la tarière pour certains horizons profonds)
;
- les prélèvements ne concernent que des sols de zones rurales.
Aucun échantillon n'a été prélevé dans
des secteurs urbains ou industriels ;
- cette population comprend des sols cultivés et des sols forestiers,
elle correspond à 382 sites distincts ;
- en chaque site, les principaux horizons des solums ont été
analysés. Il est donc possible d'observer les variations verticales
des teneurs pour 2 à 5 horizons superposés selon les cas. Le
contexte géologique et pédologique est, à chaque fois,
parfaitement connu.
Les échantillons proviennent d'une quarantaine de départements
mais ils sont irrégulièrement répartis sur le territoire
national, situés surtout dans la moitié nord du pays et
principalement dans le Bassin parisien, au sens large.
Les sols issus de roches cristallines ou cristallophylliennes sont nettement
sous-représentés. Au contraire, plus de la moitié des
échantillons proviennent de la partie sédimentaire de la Bourgogne,
à proximité du massif cristallin du Morvan. Les sols issus
de roches sédimentaires du Jurassique inférieur (Lias) et moyen
(Dogger) sont donc plutôt sur-représentés.
Quelques rares sites agricoles sont apparus comme notablement contaminés
dans leur horizon de surface, soit suite à des épandages excessifs
de boues d'épuration, soit en relation avec une activité
industrielle ponctuelle. Toutes ces valeurs, correspondant avec certitude
à une contamination d'origine humaine importante, ont été
éliminées des traitements statistiques.
Pour tous les échantillons, les concentrations totales en
éléments traces ont été déterminées
:
- toujours Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn (mise en solution par HF et HClO4 -
respectivement acides fluorhydrique et perchlorique - concentrés -
norme AFNOR X 31-147) ;
- souvent As, Co, Hg, Se, Tl.
Sont également toujours disponibles des données de
caractérisation pédologique courante telles que le carbone
organique, la capacité d'échange cationique, le pH, le fer
total et, si nécessaire, le calcaire total. Toutes ces analyses ont
été réalisées dans un seul et même laboratoire,
celui de l'INRA à Arras, entre 1988 et 1998.
[R] 3. Principaux faits établis grâce au programme ASPITET
3.1. Principes généraux
Pour étudier convenablement les ETM dans les sols, nous avons montré
qu'il était nécessaire de raisonner par horizons et d'opérer
les prélèvements en respectant leurs limites (qu'elles soient
naturelles ou anthropiques). En outre, quand cela est nécessaire,
par exemple pour calculer des quantités par unité de surface
ou pour réaliser des bilans, il faut tenir compte de l'épaisseur
et des densités apparentes de ces horizons.
De même que la modélisation de la haute atmosphère par
les physiciens passe par son découpage schématique en 4 couches
superposées (troposphère, stratosphère,
mésosphère et thermosphère), de même, les sols
doivent être étudiés, modélisés et
analysés par couches de nature et propriétés
différentes : les horizons.
L'étude géochimique des sols ne peut pas se limiter à
l'analyse de l'horizon de surface. Une connaissance minimale d'autres horizons
plus profonds est presque toujours nécessaire. Il est également
indispensable de compléter la connaissance géochimique (teneurs
totales) par la connaissance pédologique classique (morphologie,
données analytiques).
Il faut prendre en compte l'infinie diversité des types de sols. En
effet, on trouve trop souvent dans la littérature relative aux ETM
dans les sols des affirmations exposées avec beaucoup de sérieux
mais qui sont aussitôt contredites par d'autres publications, non moins
sérieuses. Il y a à cela trois raisons. La plupart du temps,
les auteurs ne sont pas pédologues et n'ont pas une idée
réaliste de ce qu'est véritablement un sol. En outre, les analyses
sont souvent limitées aux 10 ou 20 premiers centimètres : les
horizons sous-jacents et profonds sont complètement négligés
et inconnus. Enfin, les résultats obtenus pour un certain type de
sol dans un certain contexte naturel et humain sont trop souvent
généralisés et présentés comme des lois
universelles. Les résultats du programme ASPITET montrent à
quel point les sols sont divers, en fonction de leurs héritages
géochimiques initiaux puis de leur évolution
pédogénétique et de leur fonctionnement actuel. D'une
" série de sols " à une autre, ils diffèrent par leurs
conditions de pH, par leur dynamique hydrique, par l'abondance et la nature
des matières organiques, par l'activité des micro-organismes,
et par diverses interactions ou antagonismes entre ETM.
Les " séries de sols " ne doivent pas seulement être prises
en compte pour l'interprétation des teneurs totales, elles doivent
également servir de base d'échantillonnage et de raisonnement
pour les études sur la bio-disponibilité des ETM pour les plantes
et sur leur absorption effective. Des études menées conjointement
avec l'équipe de Biogéochimie de l'INRA Bordeaux ont montré
que l'absorption des ETM par le blé et le colza étaient largement
tributaires du type de sol, indépendamment des teneurs totales (Mench
et al., 1997 ; Tremel et al., 1997b).
3.2. Autres résultats
On peut les récapituler sous la forme des douze points suivants.
1) L'étude de différentes couches d'un même horizon
labouré a montré que, sauf contamination ou épandage
très récents, on peut considérer les horizons labourés
comme homogènes sur toute leur épaisseur. Ainsi, un
prélèvement entre 0 et 15 cm est représentatif de l'ensemble
de l'horizon labouré (lequel peut faire 25, 28 ou 32 cm
d'épaisseur).
2) Pour certains types de sols, les variations des concentrations au sein
d'un même solum sont importantes (Luvisols, Planosols, Podzosols).
Ces variations sont encore plus considérables lorsqu'un horizon
d'accumulation de fer et/ou de manganèse est présent.
3) Une étude simple de l'ensemble de la population a fait apparaître
que les gammes des teneurs mesurées sont extrêmement larges
(tab. I). Celles-ci dépendent beaucoup de la roche-mère, du
type de sol et du type d'horizon considérés.
4) Les médianes sont beaucoup plus représentatives de la structure
des populations étudiées que les moyennes qui sont trop
influencées par quelques valeurs extrêmes (tab. I).
5) Il n'y a pas de valeurs anormalement basses (" outliers inférieurs
"). Il existe, en revanche, un certain nombre d'" outliers supérieurs
" qui tous appartiennent à seulement quelques " familles
pédogéologiques " bien identifiées.
6) Les résultats sont extrêmement tributaires de
l'échantillon. Notre collection d'échantillons (815 horizons
issus de 382 solums différents) est fortement marquée par
l'abondance des sols à textures argileuses et par la présence
de quelques " familles pédogéologiques " très chargées
en ETM (sols affectés par des minéralisations sur le pourtour
nord et nord-est du Morvan et " terres rouges " ferrallitiques du Poitou,
notamment). Cf annexe 1.
7) L'élément pour lequel les valeurs mesurées sont le
plus souvent supérieures au seuil de la norme AFNOR est le nickel
: dans 186 cas sur 797, soit 23 % des cas (tous horizons - cf. tab. I) ;
dans 138 cas sur 1 091, soit 13 % des cas (horizons de surface labourés
- cf. annexe 2). En effet, ce seuil a été fixé trop
bas. La plupart des sols argileux et riches en fer approchent ou excèdent
cette valeur de 50 mg de Ni par kg.
8) L'étude des relations bi-variables a bien mis en évidence
le rôle majeur du fer en tant qu'élément de
référence. En effet, l'immense majorité des horizons
respecte bien une relation linéaire entre concentration en ETM et
teneur totale en fer. Plus il y a de fer dans un sol, plus forte sera la
teneur en Co, Cr, Cu, Ni et Zn. Cette relation est bonne pour l'ensemble
de la population, elle est encore meilleure lorsqu'on raisonne au sein d'un
même "série de sols" (tab. II). Le plus souvent le cadmium et
le plomb ne sont pas corrélés au fer mais sont plus abondants
dans l'horizon de surface que dans les autres horizons plus profonds.
9) Dans la population étudiée, une dizaine de " familles
pédogéologiques " ou " séries de sols " se singularisent
nettement pour la plupart des relations entre ETM et fer total. Les unes
sont nettement plus chargées en tel ou tel ETM que leur teneur en
fer pouvait le faire escompter, pour d'autres, c'est l'inverse. D'autres
enfin, se caractérisent par des teneurs très élevées
en l'ETM considéré et en fer.
10) Globalement, il y a une forte relation entre la teneur en argile de
l'échantillon étudié et les teneurs totales en fer,
en manganèse et en les 7 ETM étudiés. Les matériaux
et horizons très sableux ou très limoneux sont les plus pauvres.
Mais cette relation statistique globale ne permet pas de juger de telle ou
telle valeur et de savoir si elle est naturelle ou résulte d'une
contamination.
11) L'étude multivariable menée sous la forme d'une analyse
en composantes principales (ACP) a fait à nouveau apparaître
la dizaine de " familles pédogéochimiques " qui constituent
autant d'anomalies naturelles. Les individus appartenant à ces familles
" pèsent " très lourd dans la structuration et l'allongement
du nuage de points dans l'espace multidimensionnel (cf annexe 1).
12) Le carbonate de calcium des sols calcaires se comporte comme un diluant.
Tout se passe comme si le fer et la plupart des ETM étaient dilués
dans une quantité variable de carbonate de calcium, la
décarbonatation naturelle progressive entraînant automatiquement
une augmentation relative des teneurs en fer et éléments traces.
Tableau I. Teneurs totales en éléments
traces métalliques dans des sols français
Population générale de 815 échantillons ; horizons
notoirement contaminés exclus
A = seuils de l'arrêté du 8 janvier 1998 sur l'épandage
des boues d'épuration ;
B = nombre de valeurs supérieures au seuil A.
| Cd | Co | Cr | Cu | Ni | Pb | Zn | Mn | Fe | |
| (nb valeurs) | (768) | (695) | (791) | (787) | (797) | (790) | (804) | (735) | (767) |
| minimum | < 0,02 | < 1 | < 2 | < 2 | < 2 | 2,2 | < 5 | < 10 | 0,05 |
| 1er décile | 0,03 | 3,1 | 27,5 | 5,0 | 8,7 | 17,2 | 31 | 149 | 1,27 |
| 1er quartile | 0,07 | 7,6 | 45,1 | 8,2 | 18,0 | 23,1 | 49 | 408 | 2,16 |
| médiane | 0,16 | 14,0 | 66,3 | 12,8 | 31,0 | 34,1 | 80 | 754 | 3,24 |
| moyenne | 0,42 | 17,1 | 75,0 | 14,9 | 41,3 | 64,8 | 149 | 1585 | 3,65 |
| 3e quartile | 0,47 | 21,3 | 90,7 | 18,1 | 48,6 | 48,5 | 132 | 1473 | 4,57 |
| 9e décile | 1,06 | 32,4 | 118,0 | 27,2 | 78,9 | 91,5 | 275 | 3332 | 6,47 |
| maximum | 6,99 | 148,0 | 691,0 | 107,0 | 478,0 | 3 088 | 3 820 | 24 975 | 19,16 |
| A | 2 | 30a | 150 | 100 | 50 | 100 | 300 | ||
| B | 26 | 82 | 39 | 1 | 186 | 76 | 71 |
a = ce seuil, proposé par Godin en 1984 pour le cobalt, n'a pas été retenu dans la norme française.
Tableau II. Coefficients de corrélation r entre le
fer total et d'autres variables
calculées pour six séries de sols (Baize,
1997c)
A = teneur en argile ; CEC = capacité d'échange cationique
; ns = non significative au seuil de 1% ; nd = non
déterminé.
| nb | A | CEC | Cu | Co | Cr | Cd | Pb | Zn | Ni | Mn | Fer lib. | |
| Cudot | (47) | 0,92 | 0,86 | 0,84 | 0,61 | 0,92 | ns | ns | 0,83 | 0,93 | ns | 0,95 |
| Chamoux | (24) | 0,89 | 0,64 | 0,73 | ns | 0,82 | ns | 0,67 | 0,77 | 0,76 | ns | 0,97 |
| Magny | (54) | 0,78 | 0,85 | 0,93 | 0,69 | 0,68 | ns | ns | 0,41 | 0,87 | 0,85 | 0,98 |
| Sergines | (14) | 0,99 | 0,96 | 0,89 | ns | 0,95 | ns | ns | 0,95 | 0,96 | ns | 0,96 |
| Nitry | (28) | 0,99 | 0,87 | 0,62 | ns | 0,98 | ns | -0,52 | 0,89 | 0,97 | -0,52 | nd |
| Lys | (30) | 0,80 | 0,52 | * | 0,84 | 0,94 | ns | ns | ns | 0,82 | ns | nd |
* plusieurs échantillons légèrement contaminés par des traitements au sulfate de cuivre (cultures de pommes de terre
[R] 4. Stratégies d'estimation des contaminations
Pour déceler et estimer des contaminations (même modestes) en ETM dans les sols, on peut faire appel à une ou plusieurs des approches décrites ci-dessous qui ont chacune leurs avantages et inconvénients.
4.1. Démarche de comparaison verticale ponctuelle
Il s'agit de comparer les teneurs en éléments traces de l'horizon
labouré avec celles des horizons sous-jacents. Lors de cette
confrontation, il faut cependant prendre en compte des différences
parfois importantes de teneurs en argile, carbone, fer ou calcaire. De fortes
teneurs en surface contrastant avec des concentrations beaucoup plus faibles
immédiatement en dessous sont plutôt un indice d'apports importants
liés aux activités humaines. En effet, il n'y a aucune raison
pour que cet horizon de surface présente des teneurs en
éléments traces beaucoup plus élevées que celles
mesurées dans les horizons sous-jacents. Au contraire, dans de nombreux
types de sols, les horizons supérieurs sont plutôt appauvris
en argile, en fer et en la plupart des éléments traces (Luvisols,
Néoluvisols, Planosols). En revanche, de fortes teneurs en surface
mais continuant de croître avec la profondeur sont plutôt un
argument pour une origine géogène donc naturelle.
Cette méthode ne nécessite pas de connaissances pédologiques
régionales ni générales, c'est pourquoi elle peut être
utilisée par quiconque. Elle est cependant plus délicate pour
le plomb et le cadmium car ces deux éléments sont presque toujours
plus abondants dans l'horizon de surface que dans les horizons sous-jacents,
sous cultures comme sous forêts. Cela est dû aux affinités
particulières de Pb et Cd pour les matières organiques et pour
une large part au recyclage bio-géochimique naturel. On notera enfin
que cette méthode implique que le contaminant éventuel soit
demeuré dans l'horizon de surface, ce qui n'est pas toujours
vérifié.
Figure 1. Principe de la démarche de comparaison
latérale
exemple d'un Luvisol dégradé
4.2. Démarche de comparaison latérale
Cette approche analogique consiste à comparer l'échantillon
sur lequel on s'interroge au même type d'horizon issu du même
type de sol, situé sous forêt, à proximité, et
censé être intact de contaminations (fig. 1, ci-dessus). Encore
faut-il vérifier que ce sol forestier de référence n'ait
pas été contaminé anciennement par telle ou telle
activité humaine (cristallerie, exploitation minière).
Cette démarche est très proche de celle employée dans
les expérimentations agronomiques, qui consiste à comparer
une placette ayant reçu tel traitement à une placette voisine
n'ayant pas reçu ce traitement et considérée comme
"témoin", toutes les autres conditions étant identiques.
La méthode de comparaison latérale est facile à mettre
en oeuvre. Le prélèvement du (ou des) " témoin(s) "
est réalisé en même temps que celui de l'horizon à
tester. En outre, elle n'est pas onéreuse (peu de prélèvements
à faire) mais elle nécessite la présence d'une personne
capable de reconnaître sur le terrain type de sol et type d'horizons.
Enfin, il est possible de tester des horizons profonds, pas seulement des
horizons de surface.
4.3. L'approche typologique
Par cette méthode, les résultats de l'échantillon sont
comparés avec les données collectées sur le même
horizon du même " type " ou " série de sols " (cf glossaire).
Dans une telle sous-population, très homogène du point de vue
géochimique, une faible contamination peut facilement être
détectée. Le plus souvent, il suffit de se rapporter aux relations
naturelles métal/fer ou métal/taux d'argile (tab. II,
ci-dessus).
L'approche typologique est la méthode la plus efficace et la plus
sensible. Elle présente l'avantage d'être utilisable non seulement
pour des horizons de surface mais aussi pour des horizons profonds. Mais
elle nécessite de disposer préalablement de bonnes connaissances
typologiques et analytiques de chaque " série " à tester,
connaissances dont on ne dispose pas toujours. Il faut être capable
de définir le " type de sol " en question par des caractéristiques
morphologiques et analytiques précises. Ensuite, sur le terrain,
grâce à un sondage à la tarière ou en creusant
une fosse, il faut être capable de reconnaître que l'on a affaire
à tel ou tel type, préalablement défini. Il s'agit donc
d'une approche ne pouvant être employée que par des personnes
ayant une bonne formation en pédologie.
Disposer des analyses de 15 à 30 horizons est suffisant (soit un
coût de l'ordre de 9 000 à 18 000 F pour 5 à 10 sites
distincts). Dans le choix des sites à prélever, outre la
vérification qu'il s'agit bien de la " série " de sols
désirée, on a intérêt à rechercher les
emplacements les moins susceptibles d'avoir été contaminés
(même faiblement), d'où la préférence pour des
solums forestiers.
4.4. Approche granulométrique
Le principe de cette méthode est de confronter la ou les valeurs que
l'on veut tester aux valeurs obtenues précédemment pour la
même catégorie granulométrique. Il faut donc disposer
du plus grand nombre possible d'analyses de référence
réalisées antérieurement par soi-même ou par d'autres
(ETM et granulométrie).
Par cette approche, une valeur anomalique est assez facilement
décelée sur les diagrammes de type élément-trace
/ taux d'argile. Les valeurs nettement " au-dessus du paquet " sont anomaliques,
mais il n'est pas toujours facile de tracer la " ligne de démarcation
" entre ce " paquet " où les valeurs sont considérées
comme " normales " et les valeurs considérées comme des anomalies.
Certaines contaminations que l'on décèle aisément par
l'approche de comparaison verticale ou par l'approche typologique peuvent
ne pas apparaître sur ces diagrammes.
Cette méthode semble plus efficace pour les horizons à texture
équilibrée, limoneux ou sableux que pour les horizons argileux.
Bien adaptée pour Cu, Cr, Ni, Zn et Co, elle ne s'applique pas bien
au cadmium. Son principal avantage est d'être très simple et
peu coûteuse (il n'est pas nécessaire de faire analyser d'autres
échantillons). C'est malheureusement une méthode très
grossière, ne faisant apparaître que des anomalies très
évidentes et qui ne permet pas de distinguer ce qui est anomalie naturelle
et contamination. En outre, elle nécessite de se référer
à une collection de valeurs de références obtenues
antérieurement.
Les quatre méthodes de détection des contaminations ne s'opposent
pas. Elles peuvent être facilement combinées et se recoupent
et se complètent alors l'une l'autre. Pour consulter des exemples
et en savoir plus, se reporter à Baize, 1997d ; 1997e et 1997f.
[R] 5. Vers une cartographie pédogéochimique ?
Les " typologies fines " qui servent de base à l'établissement
des cartes pédologiques à moyennes échelles ou plus
grandes (" cartographie typologique ") s'avèrent ensuite un excellent
outil pour une généralisation spatiale. Les concentrations
mesurées sur un petit nombre de sites représentatifs d'une
"série de sols" sont extrapolées à l'ensemble des surfaces
cartographiées comme correspondant à la même série.
Selon cette démarche, il est possible de réaliser des cartes
pédogéochimiques régionales ou nationales pour des
coûts relativement modestes sans avoir recours à un " grid sampling
" (échantillonnage systématique régulier) qui implique
des prélèvements systématiques forcément très
nombreux, donc onéreux, et difficiles à interpréter.
À de telles cartes, on peut assigner les objectifs suivants :
- détermination du fond géochimique naturel des matériaux
parentaux et des sols du secteur étudié (références)
;
- estimation de l'état de contamination des sols (contamination agricole
et contamination diffuse générale).
D'où :
- possibilité de poser un diagnostic à la parcelle, en
référence au fond pédogéochimique naturel du
même type de sol par raisonnement typologique ;
- aide à la fixation de normes nationales et régionales ;
- base d'échantillonnage pour développer des recherches
complémentaires sur les formes, la mobilité, la
bio-disponibilité des éléments traces dans les sols.
Les premiers essais ont été effectués dans le secteur
d'Avallon (fig. 2, ci-contre) qui recoupe trois petites région naturelles
fort contrastées : le Morvan granitique, la dépression liasique
de la terre Plaine et les plateaux jurassiques de Basse Bourgogne (Baize
et Roddier, 1998). L'objectif était d'estimer au mieux les fonds
pédogéochimiques locaux tout en limitant les coûts
analytiques et en assurant une représentativité optimale des
échantillons.
La démarche appliquée est une démarche typologique où
l'on raisonne et échantillonne par " séries de sols " ou "
familles pédogéologiques ". Grâce à cet
échantillonnage optimisé, se basant sur une excellente connaissance
typologique et cartographique des sols, un petit nombre de répétition
est suffisant. Chaque " série de sols " ou " famille
pédogéologique " est traitée spécifiquement,
en particulier quant au nombre et au type d'horizons qui seront
prélevés et analysés. L'extrapolation spatiale de la
connaissance typologique est possible grâce à l'existence
préalable de cartes pédologiques détaillées au
1/50 000.
La connaissance obtenue sur un secteur " pilote " relativement petit (40
000 à 70 000 ha) est extrapolable, avec très peu de travaux
supplémentaires, dans les secteurs voisins présentant les
mêmes roches et les mêmes types de sols.
Ce secteur en Avallonnais présentait de nombreux avantages. D'une
part il était parfaitement connu au plan pédologique et
géologique, d'autre part les teneurs naturelles en ETM y étaient
élevées, avec peu d'influence de contaminations humaines. Mais
nous nous sommes heurtés à plusieurs obstacles : des
minéralisations d'origine géologique spatialement
irrégulières, et des couvertures pédologiques, anciennes
et fortement différenciées, plus ou moins tronquées.
Cette démarche typologique devrait être plus facile à
employer dans des zones à la fois moins anomaliques et plus
homogènes, notamment les grandes plaines agricoles du bassin de
Paris.
D'ores et déjà, cette même démarche typologique
est en cours d'application à deux autres régions françaises,
dans d'autres contextes géologiques et pédologiques :
- retenue dans le cadre du programme GESSOL du ministère de
l'Environnement, une action de recherche est entamée avec le BRGM
Orléans sur le secteur de La Châtre (Indre). Elle poursuit deux
objectifs : d'une part, évaluer l'état de contamination diffuse
en milieu rural par comparaison avec les fonds pédogéochimiques
naturels et, d'autre part, réaliser une comparaison méthodologique
avec trois techniques des géologues (prospection géochimique
stratégique de l'inventaire minier, analyses de " limons d'inondations
", analyses de sédiments de ruisseaux) ;
- " Élaboration d'un référentiel pédogéochimique
dans le Nord-Pas-de-Calais " : programme sur trois ans associant l'ISA de
Lille, l'INRA d'Arras et la Faculté de Gembloux (Belgique) sur des
crédits du conseil régional et du ministère de
l'Environnement, visant à évaluer l'état de contamination
diffuse et industrielle en milieu rural grâce à l'estimation
des fonds pédogéochimiques naturels - rapport prévu
en mai 2001.
[R] 6. Qualité des sols de France en zones rurales
Dans les zones rurales étudiées, le degré
général de contamination en ETM par les activités humaines
demeure très faible, souvent imperceptible. Ceci implique que les
flux de retombées atmosphériques générales d'origine
lointaine sont peu importants par rapport aux stocks naturels en ETM des
sols (hérités des roches et diversement redistribués
dans les sols au cours de la pédogenèse). Sous agriculture,
les teneurs en cadmium sont souvent doublées par rapport aux mêmes
sols restés sous forêt, mais elles restent en général
modestes (par exemple 0,30 au lieu de 0,12 mg/kg).
Il y a cependant cinq situations où les sols marquent nettement des
contaminations, faciles à mettre en évidence à l'aide
des analyses des teneurs totales :
- les zones de vignes et d'arboriculture (actuelles ou anciennes) sont presque
toujours contaminées par du cuivre, à des degrés divers,
parfois très fortement. En effet, des traitements
répétés à la "bouillie bordelaise" ont
été réalisés pour lutter contre le mildiou, depuis
parfois un siècle, à des doses d'apports variant entre 3 et
30 kg de cuivre par ha et par an, selon le lieu et l'époque. Les sols
de vigne ainsi contaminés par le cuivre présentent aujourd'hui
des teneurs totales comprises entre 50 et 600 mg/kg. De telles contaminations
n'affectent que l'horizon de surface mais les plus fortes d'entre elles peuvent
rendre impossible la replantation de jeunes vignes ou une culture
céréalière après arrachage. Elles ont également
un impact négatif sur l'activité microbienne car le cuivre
est un puissant antibiotique. Les vignobles français ainsi plus ou
moins touchés représenteraient plus de 1 million d'hectares
;
- des parcelles exploitées pour certaines cultures intensives très
spécialisées peuvent avoir été contaminées
par l'intermédiaire de produits phytosanitaires (Zn, Hg, Pb, As, Cu)
ou par une fertilisation intense (Cd) ;
- des parcelles qui ont reçu des épandages de boues ou gadoues
très chargées en " métaux lourds ", à des doses
cumulées excessives (Cd, Pb, Cu, Zn, Hg), dans les années 1970,
à une époque où il n'y avait aucune réglementation
;
- des parcelles situées à proximité d'usines
métallurgiques ou d'exploitations minières ou d'installations
polluantes (certains incinérateurs, usines traitant ou retraitant
du plomb). Il s'agit là de contaminations par voie atmosphérique
d'origine proche ;
- enfin, l'épandage de lisiers de porcs à hautes doses sur
les terrains agricoles n'est pas sans conséquences quant aux teneurs
en Cu et Zn des sols. En effet, ces deux éléments sont
ajoutés volontairement aux rations des animaux pour leur éviter
certaines maladies. Or la plus grande partie de ces éléments
est évacuée dans les fèces et aboutit à la surface
des sols épandus. En Bretagne, l'augmentation serait de l'ordre de
4 à 7 mg/kg en 15 ans pour Cu et de 15 à 20 mg/kg pour Zn.
Une telle évolution ne peut pas se prolonger indéfiniment sans
risques.
[R] 7. Propositions de valeurs numériques comme " seuils d'investigation "
La teneur totale en tel ou tel élément permet de connaître
le stock de cet élément à un moment donné, elle
ne donne malheureusement aucun renseignement sur sa mobilité dans
le sol ni sur sa disponibilité vis-à-vis des plantes. Il est
pourtant souhaitable de bien faire la part de ce qui est naturel et de ce
qui est contamination, car le métal des apports anthropiques
présente certainement des risques supérieurs au métal
naturel, souvent immobilisé sous des formes relativement inertes.
Il est pratiquement impossible de fixer une valeur unique de teneur totale
d'un élément ayant une signification de risque utilisable pour
tous les types de sols, toutes les plantes cultivées, tous les divers
usages des sols.
En matière de tuyaux, par exemple, l'AFNOR reconnaît plusieurs
dizaines de modèles en fonction des fluides utilisés et des
pressions appliquées, auxquels correspondent autant de normes techniques
distinctes. En matière d'analyses de sang, il existe des valeurs normales
(albumine, cholesterol, urée, etc.) ayant une certaine signification
pour l'espèce humaine. On n'aurait pas idée de fixer la même
valeur " normale " pour le sang des hommes, des porcs, des poules et des
chevaux. Vouloir fixer une seule valeur-seuil " normal " pour tous les types
de sols, aux propriétés granulométriques, physiques
et chimiques pourtant si différentes, est à la fois impossible
et déraisonnable.
Une valeur-seuil d'une norme ne peut donc servir que de " signal d'alerte
" au dessus duquel une investigation plus détaillée est
nécessaire. Les seuils actuels de l'arrêté du 8 janvier
1998 sont placés presque toujours trop haut pour signaler la plupart
des anomalies, qu'elles soient naturelles ou anthropiques. Le tableau III
ci-dessous présente nos propositions exprimées en mg/kg.
Tableau III. Proposition de "seuils
d'investigation"
| Élément | Valeur seuil de l'arrêté du 8 janvier 1998 | Proposition pour un " seuil d'investigation " |
| Cd | 2,0 | 0,70 |
| Co | (30) (Godin, 1983) | 30 |
| Cr | 150 | 100 |
| Cu | 100 | 35 |
| Ni | 50 | 70 |
| Pb | 100 | 60 |
| Zn | 300 | 150 |
[R] 8. Nouveaux programmes apparentés
Deux programmes importants sont actuellement en cours, plus ou moins inspirés des résultats et des connaissances tirées du programme ASPITET.
8.1. Le programme ADEME/INRA
Dans le cadre de la réalisation des plans d'épandage des boues
d'épuration, de très nombreuses analyses des "métaux
lourds" dans les sols ont été effectuées sur tout le
territoire national depuis une dizaine d'années. Il aurait été
dommage de ne pas exploiter au mieux cette masse de données et de
ne pas en tirer un maximum d'informations sur la qualité des sols
cultivés français. C'est pourquoi l'ADEME et l'unité
de Science du sol INRA d'Orléans se sont associées pour
réaliser la collecte puis le traitement de ces données, au
plan national.
Les analyses ne portent donc que sur les horizons de surface de sols
cultivés, sélectionnés comme pouvant raisonnablement
recevoir des épandages de boues d'épuration. Les résultats
d'analyses obtenus avant épandages traduisent donc à la fois
le fond pédogéochimique naturel local et la somme des apports
liés aux activités humaines, récentes ou plus anciennes.
Les origines de ces contaminations anthropiques peuvent être agricoles
(fumiers, amendements, fertilisants), urbaines ou industrielles ; les sources
peuvent être locales ou diffuses.
Les informations collectées sont non seulement les teneurs totales
en éléments traces mais également les analyses de
caractérisation courantes du sol, l'identité des laboratoires
d'analyses, les méthodes analytiques utilisées, et des informations
relatives au type de sol et à la roche-mère. Les coordonnées
géographiques précises (coordonnées Lambert) sont
indispensables si l'on veut pouvoir réaliser des traitements
spatiaux.
Ce travail a rencontré de nombreuses difficultés pratiques,
les unes liées au processus de collecte, les autres à
l'insuffisance ou à l'hétérogénéité
des données recueillies. Il apparaît, en effet, de fortes
disparités dues principalement aux méthodes analytiques
employées par les différents laboratoires (une vingtaine, à
travers toute la France). Deux méthodes de mise en solution
normalisées sont utilisées avant le dosage des " métaux
lourds " : l'extraction à l'eau régale (norme AFNOR X 31-151)
ou l'extraction par l'acide fluorhydrique et l'acide perchlorique (norme
AFNOR X 31-147). On sait par ailleurs que cela a de notables conséquences
sur les valeurs obtenues, particulièrement pour le chrome, le nickel
et le plomb.
À ce jour, la population totale regroupe 11 414 échantillons
de surface de sols cultivés, provenant de 86 départements,
analysés pour la plupart entre 1992 et 1997, dont 8 530 sont correctement
localisés en coordonnées géographiques. La
présentation et l'analyse complète des résultats sera
l'objet d'une publication par l'ADEME.
8.2. Le programme QUASAR
(QUAlité des Sols Agricoles et des Récoltes)
Ce programme est un élément de l'AIP AGREDE (AGRiculture et
Épandage des DÉchets urbains et agro-industriels) de l'INRA.
Son premier objectif était de connaître les teneurs en ETM dans
les grains de blé, en raisonnant par " série de sols ", pour
une agriculture " normale ", c'est-à-dire sans épandages de
boues ou autres déchets. Il s'agit donc d'établir d'abord des
références indiscutables qui puissent permettre d'élaborer
des normes nationales ou européennes de qualité des blés
qui ne constituent pas un handicap pour des régions françaises
entières. Un deuxième objectif était de déterminer
l'influence du type de sol sur la composition en ETM des grains de blé.
Ensuite, il sera possible de savoir si les épandages de boues sur
des sols agricoles modifient sensiblement cette composition.
En 1998, ce programme s'est volontairement limité à une seule
variété de blé tendre (Trémie). Dix " séries
de sols " contrastées ont été étudiées
dans la moitié nord de la France. Pour chacune d'entre elles, 12 parcelles
distinctes ont été sélectionnées, constituant
autant de répétitions. 120 échantillons de blé
ont ainsi été prélevés ainsi que les horizons
de surface des sols, pour analyses.
Les premiers résultats devraient être publiés d'ici la
fin mai 2000. La suite du programme consistera en l'analyse de blés
cultivés sur des parcelles ayant reçu des boues d'épuration,
sur les mêmes "séries de sols" qu'en 1998 ; puis en l'application
de la même démarche à d'autres plantes (blé dur,
pomme de terre). Seront testés également des réactifs
susceptibles d'extraire seulement les formes des métaux les plus "labiles"
(solubles et échangeables), afin de mettre au point des indicateurs
simples permettant de mieux estimer l'exposition des végétaux
et le risque de phyto-disponibilité.
La réussite de ce programme implique la collaboration de plusieurs
laboratoires et domaines de l'INRA, d'ingénieurs de l'ITCF et de
nombreuses chambres d'Agriculture.
[R] Publications liées au programme
INRA-Aspitet
1994
Baize D. Teneurs totales en "métaux lourds" dans les sols français.
Premiers résultats du programme ASPITET. Le Courrier de l'Environnement
de l'INRA, 22, 37-46.
Baize D., Chrétien J. Les couvertures pédologiques de la
plate-forme sinémurienne en Bourgogne. Particularités
morphologiques et pédogéochimiques. Étude et Gestion
des Sols, 1(2),. 7-27.
1995
Baize D. Sols divers. Des sols naturellement chargés en
éléments métalliques. Pour la Science, juin 1995, 1
p.
1996
(a) Baize D. Le cadmium dans les sols. Numéro spécial INRA-Pour
la Science. juin 1996, p. 17.
(b) Baize D. Teneurs totales en cadmium dans les sols français. Fonds
géochimiques locaux et contaminations. Ve Journ. Étude des
Sols, Rennes. pp. 155-157.
(c) Baize D. Éléments traces métalliques dans les sols.
Intérêt d'une typologie détaillée. Ve Journ.
Étude des Sols, Rennes. pp. 159-160.
(d) Baize D. Détection des contaminations modérées en
" métaux lourds " dans les sols agricoles. Intérêt et
limites de la norme AFNOR U 44-041. IIe Symposium international environnement
et nouvelles technologies. " Protection des Sols ". Bordeaux, septembre
1996.
Chassin P., Baize D., Cambier Ph., Sterckeman T. Les éléments
traces métalliques et la qualité des sols : impact à
moyen et à long terme. Étude et Gestion des Sols, 3(4),
297-306.
1997
(a) Baize D. Les éléments traces dans les sols agricoles :
constituants naturels et contaminations. ADEME. Journées techniques
: Aspects sanitaires et environnementaux de l'épandage des boues
d'épuration urbaines. pp. 160-161.
(b) Baize D. Le cadmium dans les sols : fonds géochimiques locaux
et contaminations. ADEME. Journées techniques : Aspects sanitaires
et environnementaux de l'épandage des boues d'épuration urbaines.
pp. 162-163.
(c) Baize D. Iron as a Pedo-Geochemical Indicator for Determining the Local
Background and Assessing Low-Level Contamination of Soils. 4th International
Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements, June 1997, Berkeley.
pp. 547-548.
(d) Baize D. Teneurs totales en éléments traces métalliques
dans les sols (France). Références et stratégies
d'interprétation. INRA Éditions, Paris. 410 p.
(e) Baize D. Détection de contaminations modérées en
éléments traces dans les sols agricoles. Analusis Magazine,
25(9-10), 29-35.
(f) Baize D. Interpréter les teneurs totales en micro-polluants
minéraux : fonds géochimiques locaux et contaminations
modérées. IIIes Rencontres de la fertilisation raisonnée
et de l'analyse de terre. COMIFER-GEMAS. Blois. pp. 181-192.
(g) Baize D. Problématique des métaux dans les sols agricoles.
Le cas de l'Yonne. Forum Agriculture-Environnement. Dijon. 6 pages.
Baize D., Paquereau H. Teneurs totales en éléments traces dans
les sols agricoles de Seine-et-Marne. Étude et Gestion des Sols, 2,
77-93.
Chassin P., Baize D., Cambier Ph., Sterckeman T. Les éléments
traces métalliques et la qualité des sols : impact à
moyen et à long termes. Chambres d'Agriculture. Supplément
au n° 856, pp. 35-39.
Mench M., Baize D., Mocquot B. Cadmium availability to wheat in five soil
series from the Yonne district, Burgundy, France. Environmental Pollution.
95(1), 93-103.
(a) Tremel A., Masson P., Sterckeman Th., Baize D., Mench M. Thallium in
French agrosystems. I. Thallium contents in arable soils. Environmental
Pollution. 95(3), 293-302.
(b) Tremel A., Masson P., Garraud D., Donard O.F.X., Baize D., Mench H M.
Thallium in French agrosystems. II. Concentration of thallium in field-grown
rape and some other plant species. Environmental Pollution. 97(1-2),
161-168.
1998
Baize D. Les métaux lourds dans les sols de Bourgogne. Repères
(périodique de l'observatoire régional de l'environnement en
Bourgogne). Dijon. pp. 6-7.
Baize D., Roddier S. Les typologies pédologiques détaillées
comme outils d'extrapolation spatiale. Application à une cartographie
pédogéochimique en Avallonnais (France). XVIe Congrès
mondial de la science du sol, Montpellier. 7 pp.
1999
Baize D., Deslais W. , Gaiffe M. Anomalies naturelles en cadmium dans les
sols de France. Étude et Gestion des Sols, 2, 85-104.
Baize D. Determination of the pedo-geochemical background. Practical
applications. Proc. 5th International Conference on the Biogeochemistry of
Trace Elements, Wien. Oral presentation. pp. 104-105.
Baize D., Mench M., Sagot S., Sappin-Didier V., Streckeman T., Gomez A. Trace
elements uptake by wheat grains depending on soil types (QUASAR programme).
Proc. 5th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements,
Wien. Poster. pp. 544-545.
Baize D. Suivi des éléments traces métalliques. Rencontre
nationale " Gestion des boues : les agriculteurs au service des villes ?
" Cons. Région. Franche Comté. 20 et 21 octobre 1999,
Besançon. Résumé, 3 p.
[R] Annexe 1.
Teneurs totales en éléments traces dans les sols (France)
Gammes de valeurs " ordinaires " et d'anomalies naturelles
Les gammes de valeurs présentées ci-dessous correspondent à
divers horizons de sols, pas seulement les horizons de surface labourés.
Les teneurs sont exprimées en mg/kg de " terre fine " (< 2 mm).
Les numéros entre parenthèses renvoient à des types
de sols effectivement analysés, succinctement décrits et
localisés ci-dessous.
| gamme de valeurs couramment observées dans les sols " ordinaires " de toutes granulométries |
gamme de valeurs observées dans le cas d'anomalies naturelles modérées |
gamme de valeurs observées dans le cas de fortes anomalies naturelles |
|||
| As | 1,0 à 25,0 | 30 à 60 | (1) | 60 à 284 | (1) |
| Cd | 0,05 à 0,45 | 0,70 à 2,0 | (1)(2)(3)(4) | 2,0 à 16,0 | (1)(2)(4) |
| Cr | 10 à 90 | 90 à 150 | (1)(2)(3)(4)(5) | 150 à 3 180 | (1)(2)(3)(4)(5)(8) |
| Co | 2 à 23 | 23 à 90 | (1)(2)(3)(4)(8) | 105 à 148 | (1) |
| Cu | 2 à 20 | 20 à 62 | (1)(4)(5)(8) | 65 à 102 | (8) |
| Hg | 0,02 à 0,10 | ||||
| Ni | 2 à 60 | 60 à 130 | (1)(3)(4)(5) | 130 à 2 076 | (1)(4)(5)(8) |
| Pb | 9 à 50 | 60 à 90 | (1)(2)(3)(4) | 100 à 3 000 | (1)(3) |
| Se | 0,10 à 0,70 | 0,8 à 2,0 | (6) | 2,0 à 4,5 | (7) |
| Tl | 0,10 à 1,7 | 2,5 à 4,4 | (1) | 7,0 à 55,0 | (1) |
| Zn | 10 à 100 | 100 à 250 | (1)(2) | 250 à 3 800 | (1)(3) |
(1) zones de " métallotectes " à fortes
minéralisations (à plomb, zinc, barytine, fluor, pyrite, antimoine)
au contact entre bassins sédimentaires et massifs cristallins. Notamment
roches liasiques et sols associés de la bordure nord et nord-est du
Morvan (Yonne, Côte d'Or).
(2) sols argileux développés sur certains calcaires durs du
Jurassique moyen et supérieur (Bourgogne, Jura).
(3) paléosols ferrallitiques du Poitou (" terres rouges ").
(4) sols développés dans des " argiles à chailles "
(Nièvre, Yonne, Indre).
(5) sols limono-sableux du Pays de Gex (Ain) et du Plateau Suisse.
(6) " bornais " de la région de Poitiers (horizons profonds
argileux).
(7) sols tropicaux de Guadeloupe.
(8) sols d'altération d'amphibolites (région de La Châtre
- Indre).
[R] Annexe 2.
Éléments statistiques obtenus pour 1 110 horizons de surface
de sols cultivés français
| Cd | Cr | Cu | Ni | Pb | Zn | |
| (nombre de valeurs) | (1 063) | (1 089) | (1 080) | (1 091) | (1 091) | (1 084) |
| Minimum | 0,02 | 6,6 | 2,8 | 2,7 | 7,5 | 6 |
| 1er décile | 0,13 | 29,9 | 8,0 | 11,7 | 20,4 | 39 |
| 1er quartile | 0,18 | 39,9 | 10,9 | 16,7 | 24,1 | 50 |
| médiane | 0,25 | 50,0 | 14,9 | 23,5 | 29,3 | 64 |
| moyenne | 0,41 | 58,2 | 19,1 | 30,4 | 41,3 | 103 |
| 3e quartile | 0,43 | 65,3 | 20,8 | 35,5 | 40,6 | 96 |
| 9e décile | 0,80 | 87,3 | 30,8 | 55,3 | 57,8 | 160 |
| Maximum | 8,10 | 1 007 | 420 | 292 | 1 560 | 2 276 |
| seuil de la norme NF U 44-041 | 2 | 150 | 100 | 50 | 100 | 300 |
| Nombre de valeurs > seuil | 16 | 20 | 10 | 138 | 38 | 38 |
Notes
(1) En France, le décret 97-1133
du 8 décembre 1997 relatif à l'épandage des boues issues
du traitement des eaux usées et l'arrêté complémentaire
du 8 janvier 1998. [VU]
(2) Baize Denis, 1995. Teneurs totales en métaux lourds
dans les sols français. Courrier de l'environnement de l'INRA, 22,
37-46. [VU]
(3) Voir glossaire. [VU]
[R] Encadré1
Denis Baize
Teneurs totales en éléments traces métalliques dans
les sols (France)
Références et stratégies d'interprétation
1997, INRA Éditions, 410 p.
Dans cet ouvrage (Baize, 1997d), nous avons montré qu'il
était possible de traiter les données disponibles de diverses
façons, des plus simples (accessibles à tous) aux plus
compliquées (analyse en composantes principales). Nous avons aussi
cherché à proposer des démarches qui peuvent être
reprises par chacun et être appliquées à des cas concrets
qui se posent et se poseront de plus en plus, à l'échelon local
ou régional.
Les chapitres 22 à 31 montrent quels traitements de données
peuvent être aisément effectués pour telle ou telle "
série " de sols ou " famille pédogéologique ". Les chapitres
suivants 32 à 37 présentent ce que l'on peut faire sur des
ensembles de données correspondant à des " rassemblements "
de sols. Quelle que soit la composition de la population d'échantillons
à étudier, on peut toujours en tirer une information
intéressante !
[R] Encadré 2
Glossaire
Horizon
Couche de sol sensiblement homogène, dont l'épaisseur varie
de quelques centimètres à plusieurs décimètres.
L'horizon est défini par sa structure (existence, formes, dimensions
des agrégats), sa granulométrie, son taux de calcaire, sa couleur,
par l'abondance et la nature des éléments grossiers, etc. Chaque
horizon diffère de manière notable de l'horizon immédiatement
situé au-dessus ou au-dessous de lui. L'horizon est l'unité
d'échantillonnage en pédologie. La plupart des sols doivent
être décrits comme des superpositions de 2, 3, 4 horizons (ou
plus) dont les caractères et les propriétés sont
différents.
Solum
La meilleure façon d'étudier les sols consiste à creuser
des fosses de dimensions suffisantes à des emplacements
sélectionnés. Le solum est le volume réel effectivement
observé dans une fosse, appréhendé à la main
ou au couteau, éventuellement décrit et échantillonné.
Ce mot remplace désormais l'ancien terme " profil ".
Série de sols
C'est un type de sol existant localement, développé sur une
formation géologique précise, et parfaitement
caractérisé, aussi bien en ce qui concerne la morphologie du
solum (structure, couleur, éléments grossiers, succession et
épaisseur des horizons) qu'au plan analytique (granulométrie,
pH, CEC, carbone, calcaire, fer, etc.).
Familles pédogéologiques
C'est un regroupement de plusieurs " séries de sols " apparentées
qui ont en commun un même héritage géologique et globalement
le même type de pédogenèse. En conséquence, des
différences dans la succession ou les épaisseurs d'horizons
ou bien la troncature plus ou moins importante des solums ou encore le
degré de décarbonatation ont relativement peu d'importance
en matière de pédogéochimie.
Fond pédogéochimique (naturel) local
C'est la concentration naturelle d'un élément ou d'une substance
dans un horizon de sol, résultant uniquement de l'évolution
géologique et pédologique, en absence de tout apport lié
aux activités humaines. Étant donné cette définition,
l'adjectif " naturel " est redondant mais il permet d'insister sur le
caractère naturel de cette concentration. D'un point à un autre,
ce fond pédogéochimique naturel peut varier très largement
en fonction de la roche-mère (héritage), du type de sol et
de l'horizon considéré.
Il résulte de cette définition que les concentrations
mesurées aujourd'hui dans les horizons de surface des sols cultivés
ne correspondent plus au fond pédogéochimique (naturel) local
mais ont été plus ou moins augmentées par divers apports
agricoles usuels tels que fumiers, engrais, chaulages, etc.
