Impact de l’humain sur les sols

Les effets de l’humain sur le sol 

L’activité humaine a modifié la structure géologique de la Terre et continue de le faire à un rythme accéléré. De nombreux processus géologiques sont impactés par les humains (Gibbard and Walker, 2014), parmi lesquels l’érosion, le transport des sédiments (engendrés notamment par les différents systèmes agricoles et urbains), ou encore la composition chimique de l’atmosphère, des océans et des sols (Edgeworth, 2014; Zalasiewicz et al., 2014). Dans cette nouvelle ère géologique baptisée « Anthropocène » (Zalasiewicz et al., 2008; Zhang et al., 2007), les humains sont désormais la principale force motrice derrière les changements géologiques, responsables de discordances artificielles et de la modification des modèles sédimentaires (Ford et al., 2014). La planète Terre est également sous la domination humaine sur les plans du changement d’utilisation des terres, des cycles biogéochimiques et Impact de l’humain sur les sols 19 de la dynamique de la biodiversité (Vitousek et al., 1997). Les sols n’échappent pas à cet impact humain (Lehmann and Stahr, 2007). On peut classer ces sols urbains en fonction de l’intensité de l’impact des humains :

Sols influencés par l’homme 

Ils contiennent peu ou aucune matière artificielle. Assez peu perturbés, ils ont pourtant pu subir de nombreux mélanges des différents horizons du sol. Ces sols sont construits à partir de matériaux du sol, qui ont été mixés par l’Homme à travers l’excavation, le transport puis le dépôt. De tels sols conservent les propriétés héritées des sols dont ils sont extraits. En outre, ils présentent généralement des signes plus prononcés d’altération que les sols soumis à une pratique agricole « normale » (Lehmann and Stahr, 2007). Sols modifiés par l’Homme : ces sols présentent certaines caractéristiques, notamment des teneurs élevées en éléments grossiers et en matières organiques. Ils sont aussi caractérisés par une stratification importante, avec parfois des limites inclinées et irrégulières entre les couches dont l’âge augmente généralement avec la profondeur (Capra et al., 2015). Typiquement, la couche arable temporaire et les couches inférieures proches sont le résultat du labour de la surface et du dépôt d’une grande quantité de poussières provenant d’autres sols et de l’altération des produits et émissions des milieux urbains. Des matériaux industriels récents, comme les bétons ou les plastiques, se superposent à d’autres horizons du sol déjà affectés par l’Homme, par des éléments tels que la cendre, le charbon et divers déchets ménagers, mais exempts de matières plastiques. Ces sols présentent des propriétés similaires au sol d’origine, présent avant l’urbanisation. Mais les couches récentes qui recouvrent le sol d’origine ont également, selon leur perméabilité, un effet plus ou moins marqué (Lehmann and Stahr, 2007). 20 Sols construits par l’Homme : ces sols sont constitués exclusivement ou principalement d’éléments artificiels, i.e. des matériaux fabriqués par l’Homme, tels que les gravats, les cendres, les boues, les déchets… Ces sols s’intègrent difficilement à leur milieu, et leurs propriétés sont celles des matériaux artificiels, et très peu celles du sol d’origine. Le terme de « processus anthropo-pédogénétique » est utilisé pour décrire ces sols dont la formation diffère de celle des sols naturels (par rapport à la forme des horizons, à leur structure, etc.) (Baize et Girard, 2009). En milieu rural, il est nécessaire de considérer les processus suivants :  la destruction des horizons antérieurs, par labour, excavation, nivellements, talutage, etc. ;  la surfertilisation par applications répétées de fertilisants organiques, sans apport de matières minérales ;  l’addition répétée de matériaux allochtones terreux ou inertes, qui apporte des quantités notables de matières minérales (sable, mottes de gazon, fumier, curages de fossés) ;  l’irrigation répétée avec des eaux contenant des quantités notables de sédiments en suspension (mais aussi des fertilisants, des matières organiques, des sels solubles, des polluants, des pesticides…) ;  la culture en terrasses, modifiant le profil d’origine des versants et affectant ainsi les couvertures pédologiques naturelles. En milieu urbain ou périurbain, viennent souvent s’ajouter, par exemple :  l’arasement de la surface des sols ; 21  le compactage, causé par la circulation des êtres humains et des véhicules, ou par la préparation des constructions de bâtiments ;  la pose de revêtements de chaussées (goudrons, ciments, pavés), qui emprisonnent les sols ;  la pollution par des métaux et des acides causée par les combustions nécessaires aux activités humaines (notamment les gaz d’échappement) et par l’industrie (hydrocarbures, pesticides) ;  le recouvrement par des matériaux d’origine pédologique, géologique ou technologiques, ou par des déchets et des sous-produits plus ou moins contaminés. Un sol urbain est donc un terme générique pour décrire un sol impacté par un processus anthropique en conditions urbaines, sans précision du degré d’impact de l’Homme. L’anthropisation est le principal processus de formation de sol en milieux urbain (Girard et al., 2005), mais d’autres processus affectant les sols urbains ont été étudiés par différents chercheurs, tels que les effets de la température et de la dynamique de l’eau (Bayer and Schaumann, 2007; Diehl and Schaumann, 2007), la dynamique des colloïdes, de la matière organique et de l’activité biologique (Schaumann, 2005), la porosité (Jangorzo et al., 2013), les associations organo-minérales (Monserie et al., 2009). De plus, l’âge d’un sol joue un rôle important sur ses caractéristiques (Scharenbroch et al., 2005). Enfin, il existe quelques processus, tels que la carbonatation, qui s’avèrent être similaires aux processus impactant les sols naturels (Huot et al., 2013; Séré et al., 2010). Bien que l’Homme ait déjà influencé la majorité des sols, tous ne sont pas considérés comme Anthroposol ou Technosol. Lorsqu’un sol est fortement modifié par les processus anthropopédogénétiques (Baize et Girard, 2009), et ce jusqu’à plus de 50 cm d’épaisseur depuis la 22 surface, ce sol peut alors être classé comme Anthroposol. Cependant, si l’on se réfère à d’autres classifications, cette épaisseur peut être différente. Par exemple, pour la classification australienne, celle-ci est de 30 cm (Isbell, 2002), alors que la classification russe impose 50 cm (Stroganova M and Prokoieva T, 2000), et que la classification américaine (Nachtergaele, 2001) définit un horizon diagnostique développé à cause d’un usage humain prolongé et d’une épaisseur comprise entre 25 et 100 cm. La classification allemande (1986) distingue comme tel un horizon modifié sur 40 cm d’épaisseur par les activités agricoles, ainsi qu’un horizon de 80 cm d’épaisseur affecté par des matériaux transportés ou fabriqués par les êtres humains (Girard et al., 2005). Enfin, dans la classification mondiale World Reference Base for Soil Resources (WRB, 2014), on distingue deux types de sols, avec d’une part les Anthrosols, qui ont subi pendant une longue période l’agriculture intensive, et d’autre part les Technosols qui eux contiennent un taux de matériaux artificiels supérieur à 20 % du volume, et ce sur 100 cm d’épaisseur.