Cet article est adapté de Combien de sols dégradés en France et dans le monde, Mondes et Cultures, 2015, LXXV, 1-4, 412-425, Acad. des Sc. d’Outre-mer, Paris. 

La terre est une ressource indispensable pour les Hommes car elle permet de nourrir chaque jour plus de 7,5 milliards d’habitants sur la planète. Mais elle constitue également une ressource rare avec aujourd’hui seulement 33 millions de km² de terres arables (ou cultivables), soit seulement 6,4 % de la superficie de la planète.

Sur les 33 millions de km² de terres arables, seulement 15 millions sont effectivement cultivés (dont bientôt 3 millions irrigués). Il reste donc 18 millions en réserve dont 14 dans les pays du Sud. Cependant, les terres cultivables constituent une ressource en constante diminution à cause de la croissance démographique et des dégradations diverses dont elles sont l’objet : 2 hectares de terre étaient disponibles par habitant en 1900 dans le monde contre moins de 0,5 hectare en 2010… (Brabant, 2010).

Bien qu’étant une ressource indispensable pour l’Homme, le sol n’est pas ou très mal connu y compris de ceux qui l’utilisent directement et quotidiennement (agriculteurs, agronomes, professionnels de l’agriculture, etc.). Malheureusement, la connaissance des sols dans le monde, en Europe, et même en France reste insuffisante et, actuellement, encore difficilement mobilisable. Aussi est-il indispensable de poursuivre la diffusion des connaissances ainsi que les études et les inventaires concernant cet inconnu.

La conservation des sols, une préoccupation majeure

La conservation des sols devient un projet majeur à l’échelle mondiale. Tous les continents sont concernés : érosion, compaction, pluies acides, pesticides, métaux lourds, salinisation constituent des facteurs de dégradation des sols, sans parler de la disparition des sols suite à leur artificialisation.

Les effets de l’érosion s’aggravent dans diverses régions du monde. Non seulement des parcelles et des bassins versants amont sont dégradés, mais cela peut avoir à l’aval des conséquences catastrophiques sur l’atterrissement (c’est-à-dire le dépôt) des sédiments, menant au comblement des exutoires et à des inondations de plus en plus fréquentes.

Des effets indésirables se produisent sur la qualité de l’eau avec les diverses pollutions chimiques (nitrates, phosphates, pesticides) et physiques (suspensions solides).

Les sols sont non seulement soumis à des dégradations physiques et chimiques mais également à des pollutions d’origines variées : pollutions liées aux retombées atmosphériques (pluies acides), en particulier de substances issues de la combustion des énergies fossiles, à la fertilisation agricole et aux modes de culture (excès d’engrais, pesticides), sans parler des pollutions accidentelles ou clandestines (enfouissement de déchets toxiques, décharges sauvages).

C’est vers les années 70 qu’une prise de conscience croissante des problèmes de l’environnement s’est manifestée tant auprès des autorités que de l’ensemble de la société. L’influence de la croissance exponentielle de la population1 a commencé à avoir un impact très significatif sur la quantité et la qualité des ressources naturelles ; le sol n’était pas épargné.

Les érosions

La première forme majeure de dégradation est l’érosion hydrique, processus par lequel l’eau de pluie détache et emporte les particules de sol. Elle est liée en grande partie au ruissellement, c’est-à-dire à l’écoulement à la surface du sol des eaux de pluie ou de celles de la fonte des neiges. L’érosion s’aggrave avec l’exploitation agricole qui empêche, pour diverses raisons, une pénétration optimale de l’eau dans le sol, ce qui augmente le ruissellement.

Si une érosion anthropique importante apparaît au Moyen Âge, puis dans les massifs montagneux européens dans la seconde moitié du XIX^e siècle, c’est surtout depuis 1950 que sévit sur tous les continents une grave crise érosive en relation avec les transformations de l’agriculture : augmentation de la productivité, mécanisation, remembrements, surpâturage, déforestation, etc. Et si aujourd’hui tous les remèdes techniques de lutte contre l’érosion sont connus des spécialistes, il est évident que ce sont les moyens et la volonté politique qui font le plus défaut pour enrayer ou même seulement réduire ce « cancer des sols ».

Dans le monde, on estime la quantité de sol érodée chaque année à 5 tonnes par habitant (Nature Géosciences, 2010). Selon certains experts, le chiffre est sous-estimé. En zone tempérée, on perd en moyenne 1 tonne de terre par an et par hectare, ce qui est supérieur au taux de formation du sol à partir du substrat. L’Inra estime en effet qu’en zone tempérée atlantique la vitesse de formation des sols est de 0,1 à 0,02 mm par an, mais que celle de l’érosion est en moyenne de 1 mm de sol par an (Ruellan, 2010). En France, 17 % du territoire sont touchés par l’érosion. La Chine est probablement le pays le plus affecté par l’érosion puisque 37 % de la superficie du pays présente des sols érodés. Par ailleurs, ce processus affecte davantage les populations les plus pauvres du globe

Le surpâturage

La dégradation des structures

La structure du sol joue un rôle essentiel dans le développement des plantes et des activités biologiques. Ce développement est conditionné par le volume de la porosité qui règle l’aération, la rétention de l’eau et le drainage. La structure des sols est la clé de leur fertilité.

La salinisation des sols

Au Sénégal qui compte environ 3,8 millions d’hectares de terres cultivables, 1,2 million d’hectares sont affectés par la salinisation créant in fine l’exode massif des populations ainsi que l’insécurité alimentaire et la pauvreté. À l’échelle mondiale, ce sont 100 millions d’hectares qui sont affectés par la salinisation, soit environ 5 fois la superficie de la France.

L’acidification

L’absorption des éléments minéraux du sol par la plante, qui sont ensuite exportés dans celle-ci lors des récoltes, diminue la réserve en cations des sols. Par conséquent, si l’apport d’intrants (fumier, compost, engrais) ne vient pas compenser les exportations, petit à petit le sol va s’appauvrir en cations (Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺ …). Ceux-ci seront remplacés par des ions H⁺, ce qui se traduira par une acidification. C’est un processus permanent dans les pays du Sud où l’agriculteur exploite ses champs sans restitution jusqu’à son abandon pour aller cultiver ailleurs. C’est ce que j’ai qualifié de cycle d’infertilisation (Mathieu, 1990, 2000, 2007). Mais l’Europe n’est pas non plus épargnée, 45 % des sols européens seraient « épuisés » : leur stock de matière organique étant très bas, l’activité biologique y est faible et donc le recyclage de la matière organique en matière minérale est également très réduit. L’acidification est donc due à des exportations sans restitution (de matière organique, de fertilisants naturels ou industriels), mais elle est aussi causée par les apports externes que sont les pluies acides, certains engrais et les rejets atmosphériques urbains et industriels qui constituent les éléments de la pollution des sols.

La pollution

Une pollution due à la fertilisation des sols provient de l’apport des phosphates. Ceux-ci contiennent, selon leur provenance, une certaine quantité de cadmium qui s’accumule dans l’horizon de surface. Les pays les plus touchés par cet élément sont ceux qui depuis longtemps ont fait des apports très importants de phosphates, comme la Belgique, les Pays-Bas, le nord de la France et le Japon. Cet élément est très toxique aussi bien pour les micro-organismes du sol que pour l’Homme (perturbations rénales). Il trouve également son origine dans les retombées atmosphériques (combustion du pétrole et du charbon) et dans les boues d’épuration.

La volonté de remplacer les engrais chimiques par des déchets recyclés a amené les pouvoirs publics occidentaux à inciter la valorisation agricole de ceux-ci et plus particulièrement celle des boues urbaines appelées aussi boues de station d’épuration. Ces boues sont issues de l’épuration collective des eaux usées et peuvent être utilisées comme engrais car elles renferment des éléments nutritifs, essentiellement de l’azote et du phosphore, du calcium ou du soufre, et un peu de potassium et de magnésium. Les boues de première génération contenaient des substances toxiques en particulier des quantités importantes de métaux lourds.

Depuis la fin des années 90, par mesure de précaution contre une pollution des sols et des eaux par les boues, des réglementations sur le contenu de ces boues ont été élaborées dans plusieurs pays occidentaux. Il n’en est malheureusement pas de même dans les pays du Sud où des apprentis sorciers préconisent l’utilisation des « composts urbains », c’est-à-dire de composts issus de déchets ménagers récoltés dans les villes, pour fertiliser les champs, particulièrement les maraîchages.

En matière de fertilisant agricole, un autre exemple nous vient des élevages porcins où le cuivre et le zinc utilisés dans les traitements pour les animaux sont peu retenus par ceux-ci et se retrouvent dans les lisiers. Ceux-ci sont ensuite utilisés pour fertiliser le maïs qui sera consommé par les porcs. Ce cycle conduit à une augmentation des teneurs en cuivre et en zinc dans le sol.

La pollution peut également être d’origine atmosphérique. On sait que l’atmosphère, en plus de ses composants gazeux, contient des particules qui proviennent de sources naturelles (éruptions volcaniques, vents des déserts, etc.) ou liées aux activités humaines. Avec le développement des activités industrielles (XIX^e et XX^e siècles), à l’échelle de la planète, les émissions de certains métaux liées à ces activités dépassent les apports naturels. Les principaux métaux lourds concernés sont le plomb, le zinc, le cuivre, le cadmium, l’arsenic, le nickel et le manganèse. Ces éléments rejetés dans l’atmosphère – le plus souvent par les fumées industrielles, les habitations et les véhicules – sont ramenés aux sols par les précipitations ou après s’être agglomérés. Par exemple, la contamination des sols et de la végétation le long des grands axes routiers (autoroutes) est maintenant bien démontrée.

Nous terminerons ce rapide tour d’horizon par le cas des nitrates. Les nitrates ne polluent pas les sols. Dans la couche de surface des sols, il y a environ 5 à 10 tonnes d’azote naturel par hectare. Cet azote est nécessaire à la croissance des plantes et est renouvelé annuellement par le cycle de l’azote. En revanche, lors d’apport important d’engrais azotés ou d’effluents d’élevage, l’azote en excès, non utilisé par les plantes peut être entraîné dans les eaux superficielles et souterraines et alors il y a risque de pollution des eaux, déclenchant avec les phosphates le phénomène d’eutrophisation du milieu aquatique. Ce risque résulte d’une utilisation excessive d’engrais, d’amendements et de boues urbaines par l’agriculture.

L’artificialisation

In fine

Toutes ces dégradations physiques et chimiques des sols entraînent inéluctablement la dégradation biologique des sols. L’érosion, le tassement du sol, la diminution du taux de matière organique et la pollution perturbent l’activité de la faune, de la microfaune et des bactéries du sol en entraînant une perte de la diversité biologique. Ces phénomènes jouent également un rôle important sur la qualité des eaux (charge solide, eutrophisation, pollution par les pesticides, etc.).

Par l’intensification de l’agriculture et de la déforestation, par l’augmentation exponentielle de la population, de graves erreurs de gestion des sols ont été commises au cours du XX^e siècle. Les facteurs de dégradation des sols se cumulent. Par exemple, une terre cultivée qui s’acidifie s’appauvrit en éléments nutritifs pour la plante et se tasse en surface, ce qui favorise le ruissellement, donc l’érosion. Sommes-nous rentrés dans une « spirale de dégradations » ? Chaque année, des millions d’hectares disparaissent, deviennent impropres à l’agriculture ou perdent leurs fonctions d’épurateur d’eau, de régulation des cours d’eau ou d’accumulation de carbone. La désertification menace plus d’un tiers des terres émergées. Avec la réduction et l’appauvrissement des surfaces destinées à produire des aliments, la prospective alimentaire est devenue un défi majeur des prochaines décennies.

L’éducation au sol devient une priorité, car si la « Terre » est bien connue, le « sol », lui, ne l’est pas encore. Et à quoi bon le développement, la croissance, la justice, la liberté quand nous aurons tué les sols ?

Références

• Brabant P., 2010 « Une méthode d’évaluation et de cartographie de la dégradation des terres », les dossiers thématiques, n° 8, 52 p., CSFD, Agropolis, Montpellier.
• CSPNB, 2014 « Pour une politique de protection et de gestion durable des sols », 4 p.
• Griffon M., 2006 « Nourrir la planète », Odile Jacob.
• Laroche B., Thorette J. et Lacassin JC. 2006  « L’artificialisation des sols : pressions urbaineset inventaire des sols », Étude et gestion des sols, 13, 3, 223-236, AFES, Olivet.
• Mainguet M., 1995 « L’homme et la sécheresse », Masson géographie, 335 p.
• Mathieu, C.1990 « Itinéraire de la dégradation des terres de savanes soudano-guinéennes à très faible de densité de population, l’exemple de la République Centrafricaine », Tropicultura, 8,4, pp. 175-184, Bruxelles.
• Mathieu C., 2000 « Land and degradation in moist tropical African areas, problems and prospects », Eurasian Soil Science 30/8, 887-893, Moscou.
• Mathieu C., 2007 « Dégradation des terres et des milieux de production en Afriquetropicalehumide », Bull. Séance Acad. Royale des Sciences d’Outre-mer,53, 3, 319-334, Bruxelles.
• Mathieu C., 2009 « Les principaux sols du monde, voyage à travers l’épiderme vivant de la planète Terre », coll. Tec et Doc, 233 p., Lavoisier, Paris.
• Mathieu C., 2010 « Demain, combien de sols dégradés ?", Forum international SVT Académie de Toulouse, 3 p., garonne.ac-toulouse.fr/svt
• Mathieu C. et Lozet J., 2011 "Dictionnaire encyclopédique de Science du sol", éditions Tec et Doc, Lavoisier.
• Ruellan A, 2010 « Des sols et des hommes, un bien menacé », IRD éditions.