LeLe sol...sol...UneUne ressourceressource essentielleessentielle nonnon renouvelable,renouvelable,desdes fonctionsfonctions multiplesmultiples 5 juin 2007 intro .pdf

Le
Le sol
sol :: interface
interface

Le
Le sol…
sol…
Une
Une ressource
ressource essentielle
essentielle non
non renouvelable,
renouvelable,
des
des fonctions
fonctions multiples
multiples
Production d’aliments
et de biomasse

Source : A. Richer de Forges (CA 45)

Les fonctions
du sol

Habitat et
patrimoine génétique

Source : Infosol (INRA Orléans)
Source : Infosol (INRA Orléans)

Stockage, filtration
et transformation

Source : J. Moulin (CA 36)

Environnement
physique et culturel
pour l’homme
Source de matières
premières

Source : C. Schvartz (ISAL)

Source : A. Richer de Forges (CA 45)

Source : J. Moulin (CA 36)

Le
Le sol…
sol…
Une
Une ressource
ressource soumise
soumise àà de
de fortes
fortes pressions
pressions
Teneurs en

Érosion

Les menaces
sur le sol
41
40
39
38
37
36
35

1

42

Tassement

Source : D. Arrouays (INRA Orléans)

Source : D. Arrouays (INRA Orléans)

Contamination

3

Salinisation

Inondations et
glissements de terrain

Source : D. Arrouays (INRA Orléans)
Source : D. Arrouays (INRA Orléans)

Source : D. Arrouays (INRA Orléans)

Artificialisation

ponctuelle ou diffuse
Source : J. Sauter (ARAA)

2

Source : D. Arrouays (INRA Orléans)

matière organique

Biodiversité

Le
Le sol…
sol…
Une
Une ressource
ressource àà fort
fort impact
impact sur
sur d’autres
d’autres milieux
milieux
Effet de serre

Chaîne alimentaire
Le sol

Zones habitées
Eaux

Pathogènes

etc.

Les
Les sols
sols ces
ces inconnus…
inconnus…
Une
Une ressource
ressource caractérisée
caractérisée par
par sa
sa grande
grande variabilité
variabilité ...
...

Source : JC Lacassin (SCP)
Source : Sol Conseil Extrait du guide des sols
Plaine Centre Alsace
Source : C. Walter

Source : JC Lacassin (SCP)

Source : C. Cam

Source : C. Walter

qui rend nécessaire une
connaissance systématique
et spatialisée des sols

Source : JM. Rivière

Source : C. Cam

Le GIS sol : une mission

Constituer le système d’information sur
les sols de France et sur l’évolution de
leur qualité

Le GIS sol : un enjeu politique fort
Des organismes qui s’engagent sur le long terme
MEDAD-IFEN, MAP, ADEME, IRD, INRA
Dans le contexte d’une future directive sol ?
Sur des programmes menés avec les collectivités
territoriales et les acteurs du développement

Pour la gestion durable de nos sols

Les grands programmes du GIS Sol
Surveillance

Inventaire
Bases de données
IGCS multiéchelle
EUSIS (1:1M, 1:250 000)

RMQS, BDAT

Données externes
X
Modèles
Informations

Envasso
EUROSOILNET

Le programme IGCS:
Inventaire Gestion et Conservation des Sols
« Inventorier nos sols pour mieux les gérer
et protéger durablement leurs fonctions »

Les
Les programmes
programmes et
et les
les échelles
échelles
Inventaire,
Inventaire, Gestion
Gestion et
et Conservation
Conservation des
des sols
sols
Référentiels Régionaux
Pédologiques (RRP)

Connaissance Pédologique
de la France (CPF)

Secteurs de
référence (SR)

1/250 000

1/50 000 à 1/100 000

1/10 000

Régions, Départements

Petites Régions

Parcelles

AG Infosol - 07 septembre 06

10

Le
Le programme
programme IGCS
IGCS
Organisation
Organisation et
et fonctionnement
fonctionnement
Coordination
INRA InfoSol

DRAF
DRAF NPC
NPC
CA
CA 80
80
ISAB
ISAB

Financement national (~20%)
MAP DGFAR

AGROCAMPUS
AGROCAMPUS
RENNES
RENNES

CRA-Lo
CRA-Lo
ARAA
ARAA

CA
CA 77
77
INH
INH

CA
CA 45
45
CA
CA 41
41
ENESAD
ENESAD CA
CA 37
37 CA
CA 18
18 CNERTA
CA
CA 36
36

Financement local
CR, CG, Agences de l’eau,
Chambres d’agriculture…

CRA-PC
CRA-PC
CRA-Li

SIRA
SIRA et
et
CRA-RA
CRA-RA

ENITAB
ENITAB

Coordination locale: maîtres
d’ouvrage délégués

CRA-MP

CRA-LR
CRA-LR
et
et INRA
Montpellier

SCP
SCP

ODARC

IRD
IRD

AG Infosol - 07 septembre 06

IRD
IRD
IRD
IRD

NOUVELLE
NOUVELLECALÉDONIE
CALÉDONIE

11

Où
Où en
en sommes
sommes nous
nous ??
Référentiels
Référentiels Régionaux
Régionaux
Pédologiques
Pédologiques

Levés en cours
Levés terminés,
informatisation en cours
Levés et informatisation
terminés

100
kilomètres

Candidats potentiels
2007
+ Guadeloupe
+ Martinique
+ Nouvelle
Calédonie
+ Réunion
AG Infosol - 07 septembre 06

12

Le
Le programme
programme IGCS
IGCS –– Référentiels
Référentiels régionaux
régionaux
Perspectives
Perspectives d’avancement
d’avancement
100

Création du GIS Sol

80
70

63 %

60

47 %

50
40
30
20
10

2012

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

0
1988

% de la surface du territoire français
(hors DOM-TOM)

90

Le
Le programme
programme IGCS
IGCS –– Référentiels
Référentiels régionaux
régionaux
De
De très
très nombreuses
nombreuses applications
applications

Les
Les thématiques:
thématiques: enquête
enquête 2004
2004 vs
vs 2006
2006

45

nombre d'études (en %)
Pourcentage
d’études

40

35

30
2004
2006

25

20

10

15

10

5

15

20

25

30

35

40

45%

50

5

0
agriculture
agricole

eaux

protection eau

sols

aménagement
biodiv. Aménagement
grand domaine de l'étude
&paysage

protection sol

Le Bas et Schnebelen, 2006

biodiversité, paysage

divers

divers

Quelles
Quelles applications
applications nouvelles
nouvelles ou
ou en
en
forte
forte progression
progression ??





Contamination des eaux souterraines
Contamination des sols et des produits
alimentaires
Erosion des sols
Epandages de bio-déchets et bilans de carbone

Et
Et demain
demain ??






Un inventaire exhaustif de nos sols à l’horizon 2012 ?
Une cartographie des risques dans le cadre d’une
directive européenne ?
Saurons nous anticiper les applications qui nous
seront demandées demain ?
Et par les générations futures ?

Le Réseau de Mesures de la Qualité des
Sols (RMQS)
Un réseau de
sites
répartis selon une
grille de
16 km x 16 km

Guadeloupe

pour suivre la
qualité des sols

L’état d’avancement du RMQS

1200 sites ont
été mis en
place

Les objectifs du RMQS

•Disposer d’un tableau de bord (bilan et référence)
•Caractériser des gradients (contamination diffuse)
•Détecter des évolutions (réseau d’alerte)
•Explorer sans a priori (indicateurs vs facteurs de contrôle)
•Support de validation (couverture exhaustive)
•Banque d’échantillons (conservatoire)

Qui participe au RMQS ?

ISA
CA50
CA14
AGROCAMPUS
+ CRACRA-Br + CA

CA61
CA53
+ CG53

CA44 CA49
INH +
CA85
CRACRA-PC +
CA

ENITAB +
CRA Aq + CA

CRACRA-Pi
+ CA

CA76
CA27
CA28

CA77
CA10

CA 41
CA18
CA 36

CA89

ARAA
CA52
GRAPE

CA58
CA71

CA23
CA87
CA19
EDIACARA

ENSAT

SIRA

SCP

ODARC

InfoSol coordonne et
participe à la mise en place
du RMQS
en s’appuyant sur un réseau
de partenaires régionaux

Les analyses réalisées
- Granulométrie (cinq fractions),
- pH eau,
- Carbone organique et azote total,
- CEC et cations échangeables (Ca, Mg, K, Na, Al, Fe, Mn),
- CaCO3
- P2O5,
- Bore,
- Fer libre
- Eléments majeurs totaux (Ca, K, Mg, Na, Fe, Al, Mn)
- Eléments traces totaux (Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Tl, Mo)
- Eléments traces EDTA (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn)
Analyses réalisées au Laboratoire d’Analyse des Sols de l’INRA d’Arras

Teneurs totales en plomb

surface

sub-surface

Retombées en Pb anthropogène
Retombées en Pb
anthropogène (g/m²)

Un gradient de
contamination
autour de Paris

143 000 T Pb soit 5,9 T /km²
Saby et al. - Science of Total Environment, 2006

Le conservatoire national
d’échantillons de sols





AQ











Le conservatoire national
d’échantillons de sols
•Repérer/corriger des dérives analytiques
•«Remonter le temps»
•Constituer une banque de matériaux
Organisme demandeur

Objet de la demande

Date de la
demande

Nombre
d’échantillons

INRA Science du sol Orléans

Analyses minéralogiques

2003

40

INRA Science du sol Orléans

Test de stabilité structurale

2003 et 2004

117

INRA Infosol Orléans

Détermination de matières organiques
particulaires

Janvier 2004

23

UMR CNRS-CEA LEMR
Cadarache

Analyse de diversité de sucres microbiens

Avril 2004

4

ISA Lille

Analyses de HAP, As, Se et Hg

Mai 2004

48

CRA de Picardie

Analyses de As, Se, Hg, Fe EDTA

Mai 2004

23

IPSN Cadarache

Accès de principe aux échantillons RMQS
pour des mesures de radioéléments

Mai 2004

Non défini

ADEME/INRA Dijon

Détermination de l’ADN microbien

Octobre 2005

Totalité (0-30 cm)

Projets associés au RMQS
RMQS Biodiv Bretagne
L’inventaire de la biodiversité des sols

Projets associés au RMQS
ECOMIC – RMQS
Microbio-géographie à l’échelle de la France par application d’outils
moléculaires au Réseau de Mesure de la Qualité des Sols
Quantité d’ADN dans les sols en µg/g de sol

Sol

Extraction de l’ADN

Outils
moléculaires

Conclusions

Le Réseau de Mesures de la Qualité des Sols :
Le RMQS tient ses promesses !
un très gros investissement pour
•Bilans régionaux
•Gradients
de contamination
diffuse
Un observatoire
opérationnel
•Banque
d’échantillons
de des
sol sols
Un tableau
de bord
de la qualité
Une banque d’ échantillons
Un outil potentiel de recherches

La base de données d’analyses de
terre



Collecte continue et pérenne
Nombre d’analyses par canton
(1990-2004)

Les résultats de 1 183 582 analyses et de 13 535 836 déterminations
élémentaires sont stockés dans la BDAT pour la période de 1990 à 2004

Les données disponibles (suite)



Paramètres recensés :









Granulométrie
Carbone organique et azote, pH eau et KCl, CEC
Eléments majeurs extractibles (P K Ca Mg)
Oligo-éléments
Occupation du sol

Taux de renseignement des déterminations :

100%

80%

60%

40%

20%

NI
CD
CO R
Gc o

CR

ZN
PB

N AO
SAB
F
BO
C EC
RH
P2O
R EF
US
FEE
D
CU

LI MF
LI MT

PH K
CU E
D
C AA
CT
AR G
I
ZNE
D
MNE
D
PRO
F
SAB
T
SAB
G
NTO
T
LI MG

PHO
C AO
C AT
OT
C EC
MET
P2J
UTIL
P2D

K2O
M GO

CO R
Gox

0%

Photographie d’un état (teneurs en C
organique)

Médiane cantonale en C
organique (‰)
< 10
16 - 18
10 - 12

18 - 24

12 - 14

24 - 40

14 - 16

> 40

(BDAT, 2006)

Evolutions temporelles

Altitude

Recherche de corrélation entre paramètres
Médiane des stocks de carbone organique en fonction
de la texture
Stocks de carbone
organique (kg.m-2)

(Arrouays et al., 2006)

Interprétation agronomique (teneurs en P
extractible)



Couplage entre :



Seuil L1

Niveau
faible




Les données de la BDAT
Le logiciel RegiFert (Denoroy et al., 2001) qui permet de
définir des seuils d’interprétation

Teneur impasse
cultures de faible
exigence

Seuil L2
Niveau
intermédiaire

Teneur impasse
cultures de forte
exigence

Les seuils d’interprétation dépendent de :






Teneur en P
Teneur en CaCO3
Teneur en argile
Teneur en carbone organique
pH eau

Niveau
élevé

Interprétation agronomique des teneurs en
P extractible
Niveau faible

Seuil L1

Niveau intermédiaire

Niveau intermédiaire

Niveau faible

Seuil L2

Niveau élevé

Niveau élevé

(Follain et al., soumis)

Fréquences cantonales
75 – 100%

Cette méthode permet :

50 – 75%




D’agréger des résultats issus de différentes
méthodes analytiques




De prendre en compte le contexte pédologique
local et des exigences des cultures

25 – 50%
0 – 25%
Pas de donnée

Accès aux données via un site Internet interactif
Titre
Légende
interactive

Outil de
navigation
géographique
Outil de
navigation
dans la base
de données
http://bdat.orleans.inra.fr

Commentaires

La base ANADEME-ETM










Analyses préalables aux épandages de
boues de STEP
11396 échantillons (<1998)
Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn
Statistiques nationales, recherche de seuils
anomaliques

Perspectives pour la BDAT et la BD-ETM













Poursuivre l’acquisition de données
Développer les analyses évolutives
Poursuivre la mise en ligne de résultats
agrégés
Développer les outils d’interprétation
Croiser avec des bilans de flux d’éléments

Des évaluations nationales

Des évaluations nationales
STOCKS DE C DANS LES
SOLS (0-0.3 m) DE FRANCE

3,1
Milliards
de tonnes

Le GIS sol : une dimension européenne

#

#

NJOS

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#

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#
#

#

#

#

#

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#

ALT#ERRA#
SSLRC
#
BGR

#

#

#

INRA

#
#
#

#

#

#
#

#

# #

$

CSES #

#

#
#

#

#

#
#
#

CSIC
#

#

#

#

Le GIS sol : une dimension européenne

Soil Indicators

Density of soil
monitoring sites
in Europe

Recommendation
At least 1 site for 300 km2
300 = 17,320508
162 = 256

Le GIS sol
Une structure et des programmes ayant
démontré leur efficacité
Des premiers bilans nationaux complets à
l’horizon 2010
Un engagement européen fort

Un engagement des programmes sur le long
terme

La Conférence d’Orientation du GIS sol
Communiquer sur les programmes du GIS Sol
Susciter des applications et des collaborations
nouvelles. Analyser les besoins des utilisateurs.
Anticiper les besoins futurs

De quoi aurons nous besoin demain ?
Et après-demain ?

Le GIS sol : pour les générations futures…
Merci de votre attention !

dominique.arrouays@orleans.inra.fr