Le sol a plusieurs définitions et recouvre plusieurs réalités : c’est tout d’abord une surface sur laquelle nous nous déplaçons, mais c’est surtout un volume plus ou moins épais, souvent fonction de l’utilisateur.
L’agronome et l’agriculteur considère surtout le sol comme le support des plantes cultivées ; souvent seule la couche arable est prise en compte.
Le sol est la couche mince, superficielle qui recouvre les roches et le sous-sol et dans laquelle les végétaux puisent l’eau et les éléments nutritifs dont ils ont besoin pour leur croissance et leur développement : l’épiderme de la terre.
Pour le géologue, le sol est une gêne qui empêche l’observation des roches et pour le géotechnicien le sol est constitué de matériaux plus ou moins intéressants pour les travaux de génie civil.
Le pédologue voit le sol comme un ensemble complexe qui évolue dans le temps sous l’action de facteurs naturels comme le climat, la végétation, la faune, les roches et le relief.
Le sol est à l’interface entre différents ensembles constituant la surface terrestre. Le volume pédologique (ou pédosphère) se situe sur la lithosphère ; il épouse le relief (toposphère), se localise sous l’atmosphère. Il est en interaction avec la biosphère et l’hydrosphère.
L’altération
L’altération des matériaux et des roches est la première étape vers la formation du sol. Tout d’abord l’altération physique qui désagrège mécaniquement les roches dures en éléments de plus en plus petits. Cette fragmentation peut s’obtenir par différents processus tels que la thermoclastie et la gélifraction.
Puis l’altération chimique digère les minéraux et libère les ions dans la solution du sol. Plusieurs processus agissent tels que la dissolution, la décarbonatation, l’oxydation, l’hydrolyse. Ces altérations président à la destruction des roches et des minéraux et donnent naissance au complexe d’altération.
Des phases de transformation des minéraux et de néoformation se produisent et les minéraux argileux apparaissent comme les illites, les smectites ou les kaolinites, en fonction du climat et du drainage.
Le volume pédologique (aussi appelé couverture pédologique) est parcouru par des flux de liquides et de gaz ; des transferts de matières se produisent en son sein.
La formation des sols
Le sol prend naissance dans ce complexe d’altération dès son origine. En permanence des mouvements de matières se produisent au sein de la couverture pédologique. Elle acquiert des constituants nouveaux par altération des matériaux initiaux situés à la base ou dans le sol. Des transports de matériaux se font par érosions hydrique ou éolienne. Des transferts latéraux dans ou sur le sol se mettent en place avec le relief. La croissance et le développement des plantes et de leurs racines ainsi que les activités microbienne, fongique et faunique influent sur les transformations et les transferts de matière.
Les grands types de pédogenèse
Les différents flux qui traversent le complexe d’altération sont responsables de l’évolution des sols. Par exemple :
- La décarbonatation libère les matériaux insolubles qui forment le complexe d’altération et le sol.
- La brunification permet la libération des oxydes de fer et des argiles héritées et la formation d’un complexe argiles-humus-fer stable. Elle se développe principalement en climat tempéré.
- Le lessivage est l’entrainement en suspension des minéraux argileux associés au fer vers la profondeur.
- L’hydromorphie, avec l’oxydation et la réduction du fer, due à un excès d’eau temporaire ou permanent est responsable de la ségrégation du fer.
- La planosolisation crée une forte différenciation texturale par hydrolyse et ferrolyse dues à l’engorgement temporaire.
- La podzolisation est liée au processus d’altération biogéochimique de l’acidocomplexolyse par formation de complexes organométalliques qui migrent en profondeur, soit en climat froid, soit en milieu acide et drainant.
- La fersiallitisation se développe en climat contrasté en libérant des oxydes de fer et des minéraux argileux hérités ou néoformés. Le complexe argile-fer est très stable. L’hématite est souvent présente.
- La vertisolisation se caractérise par des minéraux argileux gonflants (smectites) néoformés ou hérités créant une forte pédoturbation avec les alternances de gonflement-retrait dues aux cycles humectation – dessiccation.
- L’andosolisation se produit dans des matériaux volcaniques, s’altérant en allophanes qui s’associent aux humus en complexes organominéraux stables. Les propriétés physiques sont particulières, faible densité apparente et thixotropie.
Jean-Pierre Rossignol
Agropédologue, enseignant-chercheur honoraire, INH – AO, Angers
