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L'Homme à la conquête des sols ou leur anthropisation continue

Initiation à la PÉDOLOGIE, LA Science des Sols;
ici par un de ses promoteurs & experts mondiaux, l'Académicien Cl. MATHIEU.

AUTEUR : MATHIEU Clément HDR PhD. Ing.AIHy. 02/01/2022."L’Homme à la conquête des sols ou leur anthropisation continue". asbl. AIHy®
Disponible sur : https://www.aihy.org/index.php/menu-biblio/cathistoscagro/107-l-homme-a-la-conquete-des-sols.html
© Lic. CC-BY-NC (copie libre mais toujours référencée et non commerciale).

Avec l’eau, le climat et les ressources du sous-sol, les sols et les forêts font partie des richesses naturelles les plus importantes. Depuis le début de l’agriculture, il y a environ 12 000 ans dans le croissant fertile, l’homme a converti bien des forêts naturelles en terres cultivées, vergers ou prairies.
De 1700 à 1950, la surface mondiale des labours serait passée d’environ 265 millions d’hectares à 1 170 millions ha.
Aujourd’hui, les surfaces labourées augmentent plus lentement.
Le travail du sol le plus élémentaire fut effectué manuellement à la houe ou au bâton, puis par la suite avec les animaux de trait, ce fut le labour à l’araire puis à la charrue à soc.
Il fallut attendre l’invention du moteur thermique pour arriver à des labours très profonds, dits de défoncement.
Petit à petit, des paysages liés aux activités agricoles sont apparus.

Dans les zones montagneuses, pour faciliter la culture, l’homme a complètement modifié le paysage, parfois durant des siècles, en construisant des terrasses et sur les bordures marines et lacustres, il a gagné des surfaces de sol par la technique des polders.

Les actions humaines se traduisent par des modifications diverses de la couverture pédologique depuis la mise en culture jusqu’à la transformation complète et la reconstitution des sols à partir de matériaux terreux ou artificiels qu’on appelle les sols urbains.

Les labours et autres préparations

Le labour est destiné à produire une meilleure structure du sol pour le semis, à lutter contre les mauvaises herbes et à enfouir les fumiers et les engrais. Bien qu’il soit aujourd’hui critiqué et mis en cause (Labreuche et al., 2014), il est encore pratiqué très largement à travers le monde.

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Photo 1  Labour à la houe sur jachère pour préparer le semis. Région du Kirimiro, Burundi (Photo C. Mathieu).

Le travail du sol le plus simple consiste à l’émietter et à le retourner partiellement avec une houe (photo 1).
Ce type de travail s’effectue encore dans de nombreux pays du Sud, en l’absence de traction animale. Une autre technique similaire ne touchant également qu’une couche superficielle d’une dizaine de centimètres est le labour à l’araire avec la traction animale (photo2). Lorsqu’on introduit de la petite mécanisation (photo 3), la terre est retournée, le labour plus profond pouvant atteindre selon la texture et la structure du sol, une profondeur de 15 à 20 cm.

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Photo 2  Modèle d’araire, Maroc oriental (Photo C. Mathieu).
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Photo 3  Charrue à un soc avec roue en avant-train, modèle Tropicultura, Burundi (Photo C. Mathieu).

Un stade technique supplémentaire du labour est atteint avec la traction mécanique de la charrue, c’est-à-dire avec un tracteur (photo 4). Avec la force de traction, le labour est plus profond (et plus rapide) si bien que la terre est complètement retournée sur une épaisseur de 25 ou 30 cm. Le labour crée un nouvel horizon bien distinct (photo 5).

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Photo 4  Labour à charrue à socs réversibles avec tracteur.
Département de la Haute Vienne. (Photo C. Mathieu).

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Photo 5  Après des décennies de labour à la charrue à socs, l’horizon de surface (0 à 30 cm) est nettement différencié des horizons sous-jacents. Penvern, département du Morbihan. (Photo C. Mathieu).

Dans certains cas, l’agriculteur a essayé de rendre le sol moins compact, plus aéré pour le développement racinaire, particulièrement lors de plantations pérennes (fruitiers, vigne …) et à cet effet, il peut utiliser des charrues spéciales – les charrues balance – (photo 6), qui permettent un labour très profond de 70 cm.
Sur cette profondeur, le sol est alors complètement inversé.
Cette action peut s’appeler un labour de défoncement (photo 7).

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Concernant les sols très labourés, nous terminerons par un exemple, tout à fait spectaculaire, rencontré en Afrique tropicale à saison sèche.
Il s’agit de champs de buttes réalisées manuellement à la houe (photo 8) pour la culture de l’igname. Le sol est complètement déplacé pour la construction de ces buttes. Sans machine, avec de simples houes adaptées pour ce travail, la notion d’anthropisation du profil pédologique atteint ici sa signification maximale.

 art107photo8igname

Les paysages agraires

Le développement des cultures engendre la formation de nouveaux paysages, appelés paysages agraires.
C’est la combinaison de la forme, de la dimension des parcelles et de leur type d’occupation, s’y ajoute la netteté de la séparation entre l’espace utilisé et l’espace laissé en friche ou à la forêt.
Il faut aussi prendre en compte la répartition de l’habitat. La multiplicité des paysages agraires est également due à la nature des sols, au type de relief et aux différents climats sur la planète, en y ajoutant les différentes cultures pratiquées.
C’est donc le résultat d’une très longue histoire entre les hommes et la terre qu’ils cultivent, c’est un « mode d’exploitation du milieu, historiquement constitué et durable, adapté aux conditions bioclimatiques d’un espace donné, et répondant aux conditions et aux besoins sociaux du moment » (Mazoyer, 1987).
Quelques exemples parmi d’autres

Le bocage

art107photo9bocage

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Le bocage se définit comme une région où les champs cultivés (céréales, pommes de terre, …) et les prés sont enclos par des haies et taillis, constitués d’arbres et d’arbustes sauvages ou fruitiers. C’est un paysage fermé où l’habitat est dispersé. Des formes bocagères se sont développées sous différentes latitudes (photos 13 et 14) et époques.

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art107photo14 agrumes

Le bocage est caractérisé par une agriculture mixte, associant l’élevage - bovin ou ovin - et la culture pour l’alimentation humaine et animale.
Les haies protégeant les sols et les cultures, sont une source intéressante de bois-énergie mais également de bois d’œuvre ainsi qu’un milieu riche en biodiversité.

Malgré une longue phase de régression historique en Europe en raison de la croissance de la mécanisation et de l’arrivée de l’agriculture intensive, le bocage est encore présent en Autriche, en Belgique (dans le pays de Herve et en Ardenne), en Italie, en Espagne et au Portugal.
En France, il existe encore dans le grand Ouest (Normandie, Bretagne, Maine et Poitou), dans le Centre (Limousin et Massif central) et dans le Nord (Avesnois, Thiérache, Boulonnais). 

L’openfield

L’openfield, anglicisme qui signifie champ ouvert en français, est un paysage de grands champs, sans haies, ni bosquets ni clôtures.
Les grandes caractéristiques de ce paysage sont l’uniformité et la taille des parcelles, parfois en longues bandes, ainsi que l’absence d’arbres ou de leur rareté dans les champs et de haie en bordure des parcelles.
Ce paysage implique souvent un habitat groupé en village-tas ou en village-rue.

art107photo11 openfield
Photo 11  Openfield en cultures céréalières intensives, paysage très ouvert, quelques bosquets subsistent,
relique du passé avec agriculture-élevage.
Plateau de la Brie, Bassin parisien (Photo C. Mathieu).

Les premiers champs ouverts seraient apparus en Europe vers Mayence autour de l’an 800.
Ils se seraient alors développés principalement dans des régions aux sols riches et fertiles, en France dans les régions de l’Est et du Nord, en Lorraine, en Alsace, en Picardie, en Beauce, en Brie et en Champagne, en Normandie et dans le Berry, en Belgique, notamment dans le Brabant et en Hesbaye, Outre-Atlantique, au Canada et aux Etats-Unis, dans la partie centrale de la Prairie, où la mécanisation aidante a permis la culture sur des surfaces importantes, sans obstacles.
Mais le manque de précautions concernant la fragilité des sols, amena dans les années 1930 au désastre du "Dust Bowl" où 20 % des terres cultivables furent gravement endommagées par l’érosion éolienne[1].

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Depuis le milieu du XIXe, l’openfield s’est répandu, car il s’avère être un paysage agraire tout à fait adapté à l’intense mécanisation agricole. Des régions où l’association agriculture-élevage était la tradition se sont débocagisées pour faire place aux cultures céréales-oléagineux comme dans le Gers et le Lauragais, ou en Normandie dans la plaine de Caen.
Mais après une longue phase de recul des haies vives sous l’effet des remembrements fonciers, la tendance est aujourd’hui à replanter des haies, en particulier sous l’effet des incitations de la Politique agricole commune (PAC).

Le verger

A l’origine, le mot verger du latin viridiarium, lieu planté d’arbres, dérivé de viridis, vert désigne une plantation d’arbres fruitiers généralement placés à proximité de la demeure rurale. Aujourd’hui, c’est essentiellement un terrain dévolu à la culture d’arbres fruitiers, appelée arboriculture fruitière.
Généralement, il s’agit d’espaces de grande surface dans des régions spécialisées dans telle ou telle production (par exemple : la pomme du Limousin, la noix du Périgord, l’abricot du Roussillon).

D’une manière générale le terme de verger s’applique selon les zones agroclimatiques à toutes les cultures arboricoles ou arbustives produisant des fruits mais également d’autres produits végétaux (latex, thé, huile …).
Ainsi, les variétés cultivées en verger sont :

  • En zones tempérées : abricotier (photo13), amandier, cerisier, châtaignier, kaki, kiwi (photo 15), noisetier, noyer, olivier, pacanier (qui produit la noix de pécan), pêcher, poirier, pommier, prunier.
  • En zones subtropicales : agrumes (citronnier, clémentinier, mandarinier, pamplemoussier, oranger) (photo 14), litchi, olivier, palmier-dattier.
  • En zones tropicales: avocatier, bananier, cacaoyer, caféier, cocotier, élaeis (palmier à huile), goyavier, hévéa, manguier, papayer, théier.

art107photo15 kiwi 

Le vignoble

art107photo16 vignoble

L’histoire de la vigne est si ancienne qu’elle se confond avec l’histoire de l’humanité.
Elle serait originaire de la Transcaucasie (Géorgie, Arménie, Azerbaïdjan) et connue depuis la plus haute Antiquité. Elle se répand d’abord tout autour du bassin méditerranéen. Les Egyptiens, 4 000 ans avant notre ère, connaissaient déjà la vinification.

La parcelle agricole plantée de vignes est un vignoble.
La qualité des sols importe peu. Nous trouvons des vignobles sur des sols pauvres et souvent très caillouteux (par exemple sur les terrasses de la Garonne et du Rhône) (photo 16) aussi bien que sur des sols calcaires (certains coteaux de Champagne ou de Gaillac). L’ensemble climat – sol – cépage – savoir-faire constitue un terroir, reconnu par une appellation par l’INAO. Les plantations couvrent généralement l’ensemble des coteaux d’une région, créant ainsi un paysage typique non confondable (photo 17).

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Durant des siècles, la culture de la vigne fut circonscrite aux pays méditerranéens, à l’Europe occidentale et à l’Europe centrale. Grâce aux migrations vers les Amériques, l’Océanie et l’Afrique du Sud, des vignobles importants se sont développés outre-mer, en particulier en Floride, au Chili, en Argentine, en Afrique du Sud (photo 18), en Australie et en Nouvelle-Zélande. On peut également citer la Chine, qui possède le deuxième vignoble mondial derrière l’Espagne et devant la France, mais qui produit principalement du raisin de table.

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L’oasis

L’oasis, mot d’origine égyptienne, est une zone de végétation isolée dans le désert, créée et entretenue par l’homme mais liée absolument à la présence d’eau.
L’irrigation est la condition absolue de toute culture régulière et de toute vie sédentaire.
Cet espace, mis en culture grâce à l’eau est donc parfaitement artificiel, et situé dans un milieu aride ou semi-aride.

L’oasis s’émancipe du désert par une structure sociale et écosystémique très particulière. C’est une agriculture menée par la superposition de deux ou trois strates de végétation créant ce qu’on appelle "l’effet oasis" :

  • La première strate, la plus haute, est formée de palmiers dattiers, et maintient la fraîcheur, la datte étant, en outre, une culture de rente importante.
  • Une strate intermédiaire d’arbres fruitiers (bananier, agrume, grenadier, abricotier, pommier, etc.).
  • La troisième strate, à l’ombre, est constituée de plantes basses (maraîchage, céréales et fourrage pour le bétail avec beaucoup de luzerne).

Historiquement, les oasis n’étaient pas des points isolés et perdus dans les déserts mais toujours de véritables plaques tournantes sur des routes commerciales (route saharienne de l’or et du sel ou route asiatique de la soie). Et la production agricole était loin d’être négligeable.

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Les sols des TERRASSES agricoles

En géographie physique, une terrasse est une forme topographique plane constituée d'un matériau déposé par l'eau des fleuves, des lacs ou de la mer et dominant le niveau actuel des eaux. En termes de conservation des sols, en terrain en pente, une terrasse est une plateforme créée par l'homme par le décaissement d'une pente à l'amont (déblai) et par le remblaiement de cette pente à l'aval (remblai) (figure 1).

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Figure 1 – Schéma du terrassement et du profilage d’une terrasse construite d’emblée

Les terrasses ont été employées depuis des siècles autour de la Méditerranée, en Asie du Sud et de l’Est et en Amérique du Sud.
Nous citerons le Haut Atlas marocain, et au Pérou, le site remarquable de Machu Picchu, à 2438 m d'altitude, construit par les Incas entre le XIIIe et le XVe siècles pour alimenter les populations du site mais également d’autres sites autour de Cuzco (photo 20).

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Photo 20 – Site précolombien, les terrasses ont été construites du XIIIe au XVe siècle par les Incas. Les terrasses ont résisté au temps et pourraient encore être utilisées aujourd’hui. Région de Cuzco, Pérou (Photo Renaud Mathieu).

Les terrasses sont utilisées en particulier dans les zones de moyenne montagne où la population est nombreuse et les terres insuffisantes mais aussi parce qu'il s'agit souvent de cultures irriguées et que c'est en montagne qu'on trouve les sources d'eau (photo 21) et en zone tropicale, l’altitude protège des risques sanitaires liés aux plaines tels que le paludisme. On s’est accroché sur les terres dominant les plaines et on les a protégées de l’érosion.

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Photo 21 – Terrasses à talus en terre et irriguées en billons pour des cultures maraîchères en zone forestière méditerranéenne subhumide.
Chaîne des Beni-Snassen, Maroc oriental (Photo C. Mathieu).

Les terrasses construites d'emblée

Que ce soit manuellement ou mécaniquement, l'élaboration actuelle nécessite généralement de gros travaux de terrassement pour la construction de murs de soutènement d’où un prix de revient très élevé. La nouvelle surface est horizontale mais les fonctions biologiques (matière organique principalement) et physico-chimiques (structure, porosité, fertilité chimique…) sont à reconstruire.

Parmi les terrasses construites d'emblée, on distingue deux types principaux :

  • Les terrasses en escalier avec murs de pierres sèches (photos 22),
  • Les terrasses à talus en terre (photo 24).

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Les terrasses progressives

Dans les mêmes conditions générales de sol et de climat que précédemment et jusque sur des pentes fortes (supérieure à 70 %), des terrasses horizontales ou à faible pente longitudinale peuvent être construites progressivement selon des procédés faisant intervenir les façons culturales et la création d'obstacles isohypses, c’est-à -dire parallèles aux courbes de niveaux.

Sur un terrain en pente, on délimite des bandes de culture parallèles aux courbes de niveau et matérialisées à l'emplacement des futurs talus par des obstacles horizontaux appelés lignes d'arrêt de labour.

Les talus ne sont pas construits initialement à leur hauteur définitive ; ils sont simplement amorcés par les lignes d'arrêt de labour.

Si ce système a été et est encore très vulgarisé depuis plus de cinquante ans dans les zones tropicales, particulièrement en Afrique (Cameroun, Congo, Ethiopie, Madagascar, Kenya, etc.) (photo 23) mais aussi en Afrique du Nord. Il est très largement développé aux Etats-Unis à partir des labours isohypses après le terrible épisode du "Dust-Bowl"[1] des années 1930 dans la région du Corn belt (photo 24) et encore depuis plus longtemps en Extrême Orient.

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En Europe occidentale et centrale, dans les régions à versants, les paysages à terrasses progressives sont nombreux. Ce parcellaire agricole va servir à l'élaboration d'un modelé caractéristique à banquettes agricoles. Si les versants conservent leur aspect d'ensemble convexo-concave, ils présentent dans le détail une allure en grandes marches d’escalier (photo 25).

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Pour se limiter à la France, nous trouvons de tels paysages dans de très nombreuses régions : le Massif central, le Limousin, la Champagne crayeuse, l'Alsace, le Gers et le Lauragais, etc. Certains de ces paysages ont cependant disparu sous les lames des bulldozers lors des remembrements des années 1960-70 créant ainsi des espaces très sensibles à l'érosion hydrique et aux coulées boueuses (exemples : la Champagne crayeuse et le Lauragais). 

La riziculture

S'il est bien une plante qui détermine avec autant de rigueur un paysage rural particulier, c'est le riz.
Dans le monde, tous les terroirs rizicoles se ressemblent par leur uniformité d’exploitation : parcelles parfaitement horizontales, par leur uniformité de production (plantes submergées).

Le riz serait cultivé depuis plus de 8000 ans.
Et c’est en Chine que la tradition écrite mentionne, en l’an 2800 avant J. C., non seulement l’existence de sa culture, mais encore la respectueuse considération qu’on lui témoignait déjà.
De l’Asie orientale, la riziculture a gagné l’Inde. Les Grecs ont connu le riz par l’expédition d’Alexandre.
Le Talmud en parle, mais les anciennes sépultures égyptiennes n’en contiennent pas. Ce sont les Arabes qui ont introduit la culture du riz en Egypte, à Madagascar puis en Espagne.
En Provence, la culture du riz commence au XIIIe siècle et se développe jusqu’au XVIIe.
C’est à Henri IV que l’on doit son développement en Camargue où sa superficie est estimée aujourd’hui aux environs de 20 000 hectares.

Le riz exige un terrain plat ; dans un premier temps le riz aquatique fut cultivé dans les zones submergées plusieurs mois par an.
Par la suite, l'extension de la riziculture est passée par l'aménagement de plans d'eau artificiels, grâce à la construction de petits bassins, ou casiers rizicoles, constitués d'une parcelle entourée d'une diguette de terre de quelques centimètres de hauteur. L'aménagement intégral d'un terrain plus étendu a pris la forme d'un quadrillage de diguettes séparant des casiers contigus, à fond plat ou aplani, échelonnés selon les courbes de niveau (photo 26), créant ainsi des paysages rizicoles typiques entièrement anthropisés.

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L'extension de la riziculture en casiers aux piémonts accidentés et aux versants pentus des hautes vallées est passée par la construction de terrasses en escalier.
Ce genre d'aménagement monumental a gagné de proche en proche les régions montagneuses des Philippines (le Luzon), d'Indonésie, de Chine (le Sichuan et le Yunnan) (photo 27), le Vietnam et même l'Afrique comme les Hautes Terres de Madagascar.

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L’itinéraire technique de cette culture est également particulier.
Les préparations du sol, labour et planage avant le semis ou le repiquage, se font à l'état boueux (photo 28).

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Durant toute la saison culturale ou en grande partie jusqu'à la maturité, le sol est submergé par une lame d'eau de plusieurs centimètres.
Les conditions réductrices dans le sol favorisent des activités microbiennes responsables de la production de N2O (protoxyde d’azote produit lors de la dénitrification des nitrates) et de CH4 (méthane issu de la décomposition anaérobie de la matière organique), tous deux des gaz à effet de serre. [ndlr-AIHy: lire nos articles +'fiables' à ce sujet sue CE SITE]

Les polders, des sols gagnés sur la mer

Le mot polder, d’origine néerlandaise signifie terre endiguée et il apparaît pour la première fois dans une charte en Zélande en 1219.
Un polder se compose d’une certaine étendue de terre, creusée de fossés et entourée d’une digue haute de plusieurs mètres (photo 29).
Au sens strict, l’appellation polder est réservée à un territoire conquis sur la mer et situé au-dessous de celui de haute mer.

On connaît aujourd’hui des zones de polders en France, en Belgique, en Hollande, en Allemagne, au Danemark, en Islande et au Japon mais aussi au Canada, au lac Tchad et à l’embouchure du Mékong, au Vietnam.
La superficie des polders en Hollande représente 17 % de la superficie totale du pays !

art107photo29 polders

Le polder résulte de l’endiguement d’un schorre, c’est-à-dire d’une bande littorale qui n’est inondée que lors des grandes marées, à la différence de la slikke qui est recouverte plusieurs heures à chaque marée.
Le schorre est normalement colonisé par la végétation.
Une fois endigué contre toutes les marées, l’écoulement de l’eau va se faire par gravité grâce à un réseau hiérarchisé de drains et de canaux puis par pompage.
Le niveau de la nappe phréatique dans le polder est tenu au-dessous du niveau du sol, permettant la culture ou l’élevage sur la terre ainsi conquise.
Après l’endiguement, un nouveau schorre peut se former à l’avant de la digue (photo 30) ; par la suite, il sera endigué à son tour (figure 2).

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L’irrigation et le drainage

Comment donner aux plantes les quantités d’eau dont elles ont besoin ?
Dans nos régions tempérées mais surtout dans les zones semi-arides à arides, l’agriculture va avoir recours à l’irrigation.

Mais un excès d’eau dans le sol devient nuisible en général pour les plantes cultivées.
Dans un sol gorgé d’eau, l’air ne peut circuler, et les racines sont asphyxiées. Une terre trop humide rend les labours très difficiles, les terres se réchauffent plus lentement au printemps et les rendements sont beaucoup plus faibles.C’est pour toutes ces raisons que le drainage devient une amélioration foncière indispensable.

L’origine de l’irrigation est très ancienne.

L’histoire de l’Egypte doit son remarquable développement économique et démographique à l’existence du Nil et à sa vallée irriguée et fertilisée par ses eaux.
Aujourd’hui, l’agriculture irriguée égyptienne ne vit encore que grâce au Nil.
En Chine, à l’époque des grands empereurs (depuis 1047 avant notre ère) l’irrigation assure la nourriture de plusieurs millions d’habitants.
A ces époques et jusqu’au début du XXe siècle (lorsqu’on commence à utiliser l’énergie motrice pour l’irrigation) la seule technique de l’hydraulique était simple.
Elle était basée sur l’énergie gravitaire de l’eau.

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A partir d’une source d’eau, on construit une réserve, un barrage, parfois très éloigné du périmètre d’irrigation. 
Cette réserve peut être individuelle (photo 31) ou collective (photo 32).

art107photo32 barrage

Une fois la réserve constituée, l’eau s’écoule par gravité jusque sur la parcelle à irriguer.
On estime qu’actuellement 80 % des surfaces irriguées dans le monde le sont encore par cette méthode (photo 33).

art107photo33 irrigation

L’irrigation motorisée n’apparaîtra qu’après l’invention de l’électricité et des moteurs à partir desquels on peut mettre l’eau sous pression au moyen de pompes, la transporter dans des canalisations et la distribuer sous différentes formes avec des matériels mobiles ou non.

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L’irrigation par aspersion n’a débuté en Europe que dans l’entre-deux guerres, limitée à quelques domaines d’avant-garde puis après aux Etats-Unis et au Proche-Orient
La technique de l’irrigation par aspersion est conçue sur le modèle de la pluie naturelle.
L’irrigation par aspersion s’est principalement développée après la seconde guerre mondiale par l’utilisation de moteurs mettant l’eau sous pression. Les différentes irrigations par aspersion sont :

  • L’irrigation par asperseurs dits "sprinklers" (photo 34), on parle de couverture intégrale ou totale selon la disposition des cannes d’irrigation (utilisées principalement en maraîchage ou sur des parcelles de petite taille) ;
  • L’irrigation par enrouleur, qui est un appareil mobile composé d’un traîneau avec le canon d’arrosage et d’une bobine sur laquelle est enroulé le tube d’irrigation ;
  • L’irrigation par rampe, soit pivotante (le pivot) (photo 35) soit frontale, se déplaçant latéralement. La rampe pivotante décrit sur le sol un cercle caractéristique très reconnaissable en vue aérienne (photo 36).

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art107photo36 irrgiagtionsoja

Plus récemment, vers les années 1970 d’autres techniques comme le goutte-à-goutte ont été mises au point, d’abord développées par les Australiens (trickle-irrigation) puis par les Israéliens (drip irrigation).
[ndlr.-AIHy: un process à ne pas négliger sous 'réchauffement climatique' pour les parcs, jardins et l'horticulture].

En matière d’amélioration foncière, le drainage consiste en l’élimination de l’excès d’eau dans des sols trop humides pour les rendre cultivables.
Les Romains savaient assainir les terrains humides, ils pratiquaient des fossés ouverts mais Columelle (agronome romain, né à Cadix, mort à Talence en l’an 70) préconise des tranchées souterraines remplies à moitié de petit gravier, de pierres ou de fascines (fagots de petit bois) (Risler et Wery, 1916) et il écrit : « Si le sol est humide, il faudra bien des fossés pour le dessécher et donner de l’écoulement aux eaux. Nous connaissons deux espèces de fossés : ceux qui sont cachés et ceux qui sont larges et ouverts … ».

En France, c’est le grand agronome Olivier de SERRES (1539-1619) qui recommande le drainage des terres grâce à des fossés ouverts.
Mais il faut attendre jusqu’en 1810 pour trouver de véritables conduites de tuyaux de poterie pour les drainages enterrés.

L’expansion du drainage a bénéficié de la mécanisation de la pose, à commencer par les travaux de terrassement selon les besoins et l’espace considéré. Si en Europe et notamment en France, les terrassements sont longtemps restés manuels (fig. 3), en Amérique du Nord (Etats-Unis et Canada) les machines pour creuser les fossés sont apparues à la fin du XIXe- et au début du XXe siècle (photo 37).

Le drainage par fossés ouverts est essentiellement réservé au drainage des pâtures aussi bien en terrain plat que sur pente.

Le drainage par canalisations enterrées, selon les époques, va du dispositif en caisson, en fascines, en pierres plates puis en poterie jusqu’au drain plastique annelé posé mécaniquement. C’est un système coûteux mais lorsqu’il est parfaitement réalisé, son efficacité s’observe sur le long terme. Il se réalise aujourd’hui par des machines de pose de drain plastique annelé, bien adapté à la manipulation et à la pose mécanique (photo 38). Les premières machines modernes de pose sont apparues en France vers 1960.

Le bénéfice recherché du drainage est aussi l’augmentation des rendements, qui, en général, n’est pas immédiate mais apparaît progressivement durant les 3 ou 4 ans suivant l’opération.

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Fig. 3 – Creusement à la main des fossés ouverts. Début du XXe siècle
(Photo M. Plaut, in Risler et Wery, 1916).

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 art107photo38draineuse 

Les sols urbains

« Sous les pavés, la terre », ainsi Cheverry et Gascuel intitulaient-ils leur ouvrage en 2009.
Dans certains pays occidentaux comme la France par exemple, les superficies urbaines représentent 10 % du territoire voire plus (5 millions d’hectares en France) et plus de 70 % de la population vit dans les villes. Les sols en milieu urbain sont des sols fortement modifiés par les activités humaines, ils sont "anthropisés" : urbanisation, zones industrielles mais aussi création de parcs et de jardins (végétalisation), zones de jardins familiaux, etc. (photo 39).

art107photo39 jardinlimoges

Une première étape d’anthropisation intervient lorsqu’un sol agricole est converti en terrain péri-urbain, et qu’il est consacré aux jardins potagers, aux zones maraîchères et aux parcs.
Il est toujours occupé par des végétaux. Mais les apports d’engrais et de produits phytosanitaires en grande quantité et les travaux annuels de préparation vont complètement transformer ses caractéristiques et son comportement.
Le sol subit une anthropisation intense.

Une deuxième étape d’anthropisation survient lorsqu’un terrain est entièrement urbanisé.
Le sol est alors complètement reconstitué par des apports en surface de gravats, de matériaux variés provenant de décombres, de démolition mais aussi d’autres sols proches ou éloignés.
Il s’agit de l’artificialisation d’un sol par des apports variés. Ces apports peuvent atteindre plusieurs mètres d’épaisseur.

On observe alors :

  • Des sols développés sur des matériaux d’apport (graviers, cailloux, pierres …) plus ou moins mélangés à des matériaux terreux, des remblais récents, recouverts ("scellés") par des revêtements de surface (photo 40).
  • Des sols portant de la végétation, avec des arbres d’alignement ou d’autres plantes, et constitués de terre végétale apportée de l’extérieur (photo 39) et des jardins potagers de maisons individuelles ou d’espaces collectifs.
  • Des sols de terrain de sport, très artificialisés, utilisés sans tenir compte des intempéries, souvent avec un système de drainage important.

La phytotoxicité

Un des problèmes posés par les sols urbains et périurbains est leur phytotoxicité lorsqu’ils sont pollués et les risques de transfert de ces polluants à l’homme et aux animaux. L’enjeu est de taille ; le grand nombre de composantes encore inconnues de ce nouvel écosystème rend urgent l’étude de ces sols. S’ils sont le support de fonctions anthropiques et diversifiées (fondations, source d’eau, mais aussi de polluants), ils constituent aussi le support de la croissance et de la production végétale, qu’il s’agisse des zones de loisirs, des jardins publics ou privés susceptibles d’influer sur la santé humaine et animale.

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La dégradation, la désertification et la pollution

A partir du moment où l’homme découvre le sol de sa couverture naturelle (herbes, diverses plantes sauvages, arbres et arbustes) pour l’utiliser, pour le cultiver, il perturbe son fonctionnement. La structure du sol est fragilisée, la dynamique des éléments dont l’eau est modifiée. Ces modifications, ces transformations peuvent, dans de nombreux cas, conduire à la dégradation des sols, voire à la désertification. Les principales causes de dégradation sont anthropiques : agriculture intensive non raisonnée, déforestation, surpâturage, pollution industrielles, irrigation …

Les apports excessifs d’engrais et l’utilisation abusive des produits phytosanitaires conduisent vers la pollution des sols mais également des eaux qui y circulent et qui rejoignent les nappes phréatiques et les diverses sources d’eau.

Cette dégradation risque de s’aggraver si rien n’évolue dans les pratiques agricoles et environnementales.
Avec la réduction et l’appauvrissement des surfaces destinées à produire des aliments pour près de 8 milliards d’habitants, la prospective alimentaire devient le défi majeur des prochaines décennies.

Bibliographie

  • Anonyme, 1979 – "L’homme à la conquête des sols", La Nature, 88, Hachette.
  • Cheverry Cl et Gascuel Ch., 2009 – "Sous les pavés, la terre", Omni science, Montreuil.
  • Fénelon P., 1970 – "Vocabulaire de géographie agraire", Fac. des lettres et Sc. Humaines de Tours.
  • Georges P., 1990 – "Dictionnaire de la géographie", Presse universitaire de France.
  • Hénin S., Gras R. et Monnier G., 1969 – "Le profil cultural. L’état physique du sol et ses conséquences agronomiques", Masson.
  • Labreuche J., Laurent F. et Roger-Estrade J., coord., 2014 – "Faut-il travailler le sol ?", Arvalis et Quae.
  • Mathieu C., 2009 – "Les principaux sols du monde, voyage à travers l’épiderme vivant de la planète Terre", Lavoisier, Tec et Doc.
  • Mathieu C. et Chossat J. Cl., 2018 – "Les divers modes d’irrigation, de la source à la parcelle", Lavoisier, Tec et Doc.
  • Mathieu C. et Lozet J., 2011 – "Dictionnaire encyclopédique de Science du sol", Lavoisier, Tec et doc.
  • Mazoyer M., 1987 – "Dynamique des systèmes agraires", Ministère de la recherche et de la technologie, Paris.
  • Risler E et Wery G., 1916 – "Irrigations et drainages", Encyclopédie agricole, J. B. Baillières et fils.
  • Valadas B., 1984 – "Les hautes terres du Massif central français : contribution à l’étude des morphodynamiques récentes sur versants cristallins et volcaniques", Thèse de Doctorat d’Etat, Université de Paris I.

[1] Le "Dust Bowl" inspira John Steinbeck dans son roman "Les raisins de la colère" (1939). Le "Dust-Bowl" a été la référence dramatique et le point de départ d'une politique de conservation des sols aux Etats-Unis.
[1] INAO : Institut national de l’origine et de la qualité (France).


 Lay-out 01-2022: asbl. AIHY/SIRD. P.Dohmen MSc.Ing.AIHy


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ADDENDUM 'ex libris' de la rédaction INFO-AIHy (N° 167). Référence invitée  : pédologie de la Wallonie.

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 ADDENDUM : Pour en savoir +

sirdlogo f64x22Le SIRD du réseau des ingénieurs et des paysagistes AIHy® vous invite à visionner la vidéo sur YouTube™ d'Ir Frédéric VANWINDEKENS, coordinateur du Dépt. durabilité, système et prospectives du CRA-W (qui fête ses 150 ans en 2022). 
Quels sont les pratiques innovantes de gestion des sols en Europe (2022)
LIEN ==> https://www.cra.wallonie.be/fr/video-innovative-soil-management-practices-accross-europe