# Connaître les sols pour préserver la ressource en eau :
guide d'application à l'échelle d'un territoire

Nathalie Bourennane-Schnebelen, Jean-Luc Fort, Micheline Eimberck, Jean-Luc Fort, Blandine Lemercier, Sébastien Minette, Jean-Pierre Rossignol, Joëlle Sauter, Olivier Scheurer, Nathalie Bourennane-Schnebelen

► To cite this version:

Nathalie Bourennane-Schnebelen, Jean-Luc Fort (Dir.). Connaître les sols pour préserver la ressource en eau: guide d'application à l'échelle d'un territoire. INRA, 85 p., 2008, 978-2-7380-1253-1. hal-02817773

HAL Id: hal-02817773

https://hal.inrae.fr/hal-02817773

Submitted on 11 Dec 2023

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
Connaître les sols pour préserver la ressource en eau

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Groupement
d'intérêt
scientifique

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

Guide d'application à l'échelle d'un territoire
Groupement d'intérêt scientifique

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Le Gis Sol a été créé en 2001. Il regroupe le Ministère de l'Agriculture et de la Pêche (MAP), le Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement Durable et de l'Aménagement du Territoire (MEEDDAT) représenté par l'Institut français de l'environnement (Ifen), l'Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) et l'Institut de Recherche pour le Développement (IRD). Ses missions sont les suivantes :

* Coordonner les actions d'inventaire et de cartographie des sols et de suivi de leur qualité. Le Gis Sol assure l'harmonisation et la cohérence des efforts entrepris par les acteurs régionaux et nationaux, dans l'objectif de doter la France d'un système performant d'information sur les sols. Il s'implique dans les programmes européens et internationaux.

* Concevoir des méthodes communes de collecte, de gestion, de traitement et de valorisation des données. Le Gis Sol s'appuie sur les résultats de la recherche, les savoir-faire de ses partenaires et sur l'expertise régionale et locale.

* Diffuser largement l'information sur les sols en répondant aux demandes des pouvoirs publics et de la société. Le Gis Sol facilite l'accès à cette information par ses publications, son site internet, ses actions de sensibilisation et de formation sur les sols.

Pour plus d'information : http://www.gissol.fr/

Inventaire, gestion et conservation des sols

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Le programme IGCS est un des programmes menés par le Gis Sol. Il propose aux régions un appui pour réaliser un inventaire de leurs sols à différentes échelles. Il offre un modèle de structure informatique pour organiser les données recueillies. Les bases de données produites, rendues cohérentes d'une région à l'autre, permettent la création d'outils cartographiques d'aide à la décision pour l'agriculture, l'environnement et l'aménagement des territoires.

Ce programme est coordonné par l'Unité Infosol de l'INRA d'Orléans. Il s'appuie sur de nombreux partenaires régionaux qui mutualisent leurs expériences, compétences, outils et moyens au sein d'un groupe de travail appelé groupe « Projets ».

Pour plus d'information : http://www.gissol.fr/programme/igcs/igcs.php

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

**Coordination du guide** : N. Bourennane Schnebelen (INRA Orléans), J.L. Fort (CRA PC)

**Auteurs principaux** : M. Eimberck (INRA Orléans), J.L. Fort (CRA PC), B. Foucaud Lemercier (Agrocampus Ouest), S. Minette (CRA PC), J.P. Rossignol (Agrocampus Ouest), J. Sauter (ARAA), O. Scheurer (IP LaSalle Beauvais), N. Bourennane Schnebelen (INRA Orléans).

**Ont également contribué à la rédaction** : S. Barthès-Estela (CRA Languedoc-Roussillon), M.L. Burtin (ARAA), C. Cam (CRA PC), J. Daroussin (INRA Orléans), D. Froger (CDA Indre-et-Loire), J. Gourmelon (ENESAD-CNERTA), E. Hance (CRA Lorraine), Ph. Lagacherie (INRA Montpellier), B. Laroche (INRA Orléans), F. Laurent (Université du Maine).

**Crédits photos** : V. Antoni (MEEDDAT - INRA Orléans), N. Bourennane Schnebelen (INRA Orléans), C. Cam (CRA PC), B. Foucaud Lemercier (AGROCAMPUS OUEST), C. Maître (INRA Paris), S. Minette (CRA PC), Ch. Schvartz (ISA Lille).

**Maquette réalisée par S. Desbourdes (INRA Orléans)**

**Référence à citer** :

Bourennane Schnebelen N. et Fort J.L. Coord. (2008) – *Connaitre les sols pour préserver la ressource en eau. Guide d'application à l'échelle d'un territoire.* Gis Sol, groupe « Projets » IGCS, INRA Orléans, France, 84 p.

Guide disponible gratuitement à l'adresse suivante : http://www.gissol.fr/
# Avant-propos

Le sol est un compartiment essentiel vis-à-vis du cycle de l'eau. Situé en position d'interface dans l'environnement, il régule les flux d'eau et de solutés vers les nappes souterraines et les eaux superficielles. Ses propriétés hydriques et hydrauliques contrôlent la vitesse et la direction des circulations les plus superficielles de l'eau. Par ses propriétés d'adsorption et de désorption, il intervient dans la fixation ou la libération d'un grand nombre d'éléments et de molécules. Grâce à l'activité de ses micro-organismes, il transforme et dégrade les composés et les molécules organiques. Dès lors, il apparaît évident que la prise en compte des propriétés et de l'organisation des sols est indispensable à la compréhension et à la gestion des flux participant à l'élaboration de la qualité des eaux souterraines et superficielles.

A l'heure où de très nombreuses actions sont entreprises localement pour parvenir à une meilleure gestion de la qualité des eaux, il nous est apparu nécessaire de produire une synthèse méthodologique pouvant servir de guide et de référence pour les acteurs souhaitant mettre en place de telles opérations. Ce guide est destiné à toutes celles et à tous ceux qui s'intéressent à la gestion qualitative de la ressource en eau. Il les invite à (re)découvrir l'intimité du lien naturel qui unit le sol et l'eau en leur proposant une méthodologie pratique d'acquisition et d'utilisation de la connaissance des sols, à l'échelle de petits territoires.

Qu'il ait été élaboré à l'initiative du Gis Sol, structure nationale, ne doit cependant pas surprendre. En effet, le Gis Sol a pour mission de constituer le système national d'information sur les sols de France et sur l'évolution de leurs qualités, ce qui implique une démarche partenariale, clairement traduite dans le mode de fonctionnement du programme I.G.C.S., dédié à la cartographie pédologique numérisée.

Au-delà de l'assurance de mieux répondre aux attentes des partenaires impliqués, une telle démarche favorise l'identification des besoins à satisfaire pour assurer la transmission et l'utilisation des connaissances acquises. Le groupe « Projets » du programme I.G.C.S. assume cette tâche essentielle. Il contribue ainsi à accroître l'efficacité du Gis Sol au service de la sensibilisation à l'importance de la prise en compte des sols dans l'élaboration des politiques publiques.

Cette synthèse est le fruit de la collaboration de nombreux spécialistes « de terrain », ayant tous mené de telles opérations à l'échelle de bassins versants. Elle bénéficie ainsi de l'expérience de l'ensemble d'une communauté technique et scientifique, comme de la diversité des contextes locaux qui ont pu être appréhendés sur notre territoire. Ce guide méthodologique est clairement orienté vers la mise en œuvre d'actions opérationnelles. Il apporte des réponses claires et pratiques à des questions simples, telles que la connaissance des sols, pour quoi faire ? Comment l'acquérir ? Comment l'utiliser et comment organiser les connaissances dans un espace géographique donné ? Cette volonté de pragmatisme est également traduite dans l'organisation, par le groupe « Projets », d'actions de formation à l'utilisation des bases de données sur les sols.

Ainsi, à l'heure où s'élaboré un projet de directive européenne pour la protection des sols destinée à compléter le cadre réglementaire européen pour la protection de l'environnement, le Gis Sol entend démontrer la pertinence de ses programmes au service de la conduite des politiques publiques depuis le niveau local jusqu'aux niveaux national et européen.

Didier Rat, Co-Président du Groupement d'Intérêt Scientifique Sol, MAP
Dominique Arrouays, Directeur de l'Unité Infosol, INRA
<figure><img src="image_9.png" /></figure>
# Table des matières

Avant-propos

i

Auteurs et collaborateurs

v

Introduction

3

## Chapitre 1. La connaissance des sols sur un territoire, pour quoi faire ?

1.1. **Pourquoi prendre en compte les sols à l'échelle d'un territoire à enjeu « qualité de l'eau » ?**

9

D'un point de vue scientifique

Les sols, déterminants de la dynamique de l'eau

Les sols, déterminants des processus de pollution des eaux

Les sols, déterminants des pratiques agricoles, des systèmes de culture et de production

D'un point de vue réglementaire

Les sols dans les textes réglementaires sur l'eau

Quelques exemples de prise en compte des sols

Quelques textes réglementaires

1.2. **La connaissance des sols s'inscrit dans une logique d'actions à mener : Quels besoins pour quelles actions ? Quels outils ?**

21

Quels besoins pour quelles actions ?

Les actions à mener

Les outils de connaissance des sols nécessaires

Quels outils ?

Utilisation pour le diagnostic

Conception et diffusion de solutions techniques

## Chapitre 2. La connaissance des sols sur un territoire, comment l'acquérir ?

2.1. **Typologie des sols**

29

Définition et objectifs d'une typologie des sols

Réalisation d'une typologie

Typologie régionale ou typologie locale ?

Utilisation d'une typologie régionale existante

Réalisation d'une typologie locale (ou régionale)

Comment obtenir des typologies opérationnelles ?

Simplification de la typologie

Clé de détermination

2.2. **Zonage et cartographie des sols**

36

Zonage aux dires d'agriculteurs et d'experts sur la base d'une typologie locale

L'esquisse pédologique

La carte des sols

Principes généraux

Etapes de réalisation

Précision de la carte
# Chapitre 3. La connaissance des sols sur un territoire, comment l'utiliser pour répondre à des problématiques concrètes ?

## 3.1. La définition claire des problématiques : un passage obligé 45

Quelles questions et dans quels registres ?

Exemples de questions dans le registre « compréhension et quantification des processus »

Exemples de questions dans le registre « élaboration de références pour l'action »

## 3.2. Avec quels outils et méthodes répondre à ces questions ? 47

Dires d'experts

Données recueillies sur le terrain

Utilisation d'indicateurs « simples »

Fonctions ou règles de pédotransfert

Approche par simulation à partir de modèles plus ou moins complexes

## 3.3. Illustrations par deux cas concrets de ces différentes approches ; intérêts et limites de ces approches 50

Question 1 : estimation de « l'objectif de rendement » d'un blé tendre en fonction du type de sol

Question 2 : estimation du Réservoir Utilisable Maximal (RUM) en eau des sols d'un Territoire

## 3.4. Quelques exemples de questions et d'utilisation des données « sols » 53

## 3.5. Quelques exemples d'indicateurs et de modèles mobilisant des données sols 63

# Chapitre 4. Au-delà des données sur les sols, comment organiser les connaissances acquises pour un espace géographique donné ?

## 4.1. Pourquoi organiser les données ? 69

Des données nombreuses...

et de nombreuses raisons de les organiser

## 4.2. Quelles données faut-il prendre en compte ? 70

Contexte géologique, morphologique et hydrographique des sols

Données météorologiques

Données sur l'utilisation de l'espace

Données sur les sols

Zonages réglementaires

Données sur les autres activités humaines

Données sur les ressources en eau

## 4.3. Forme d'organisation des données 72

Une organisation de plus en plus informatisée

Des données descriptives et des données géographiques

## 4.4. Sources des bases de données 74

Quelques sources de données numériques parmi les plus utilisées

Des offres en données variables selon les territoires

## Lexique 79
Encadrés « Éclairage »

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

<table><tr><td>Définition du risque</td><td>3</td></tr><tr><td>Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des nitrates</td><td>12</td></tr><tr><td>Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des produits phytosanitaires</td><td>13</td></tr><tr><td>Stratégie thématique européenne pour la protection des sols</td><td>19</td></tr><tr><td>Sources d'informations pédologiques disponibles ou à mobiliser</td><td>32</td></tr><tr><td>Principales démarches en cartographie des sols</td><td>38</td></tr><tr><td>Précision d'une carte des sols</td><td>40</td></tr><tr><td>Fiche 1. Evaluation des risques de pollution par les nitrates pour différents sols de la région Poitou-Charentes - Impact des cultures intermédiaires pièges à nitrates (CIPAN) (utilisation du modèle STICS)</td><td>54</td></tr><tr><td>Fiche 2. Evaluation du réservoir utile maximal (RUM) des sols de la région Poitou-Charentes</td><td>55</td></tr><tr><td>Fiche 3. Classification des bassins versants alsaciens en fonction de leur sensibilité aux produits phytosanitaires</td><td>56</td></tr><tr><td>Fiche 4. Grille de risque pour une opération FERTI-MIEUX de conseil aux agriculteurs pour limiter les fuites de nitrates en Alsace</td><td>57</td></tr><tr><td>Fiche 5. Hiérarchisation des risques potentiels de pertes d'azote par lixiviation en fonction des successions de cultures et des pratiques de fertilisation et de gestion de l'interculture : indicateur MERLIN</td><td>58</td></tr><tr><td>Fiche 6. Références pour la détermination d'objectifs de rendement par type de sol en Lorraine</td><td>59</td></tr><tr><td>Fiche 7. Estimation de l'aléa érosif des sols en région Languedoc-Roussillon et confrontation aux enjeux locaux</td><td>60</td></tr><tr><td>Fiche 8. Etude, par simulation, de l'impact de scénarios de changements de pratiques ou de choix culturaux sur la qualité des eaux (utilisation du modèle SWAT)</td><td>61</td></tr><tr><td>Fiche 9. Estimation de l'aptitude à l'épandage d'effluents organiques sur les sols.</td><td>62</td></tr><tr><td>Données géographiques en mode raster ou vecteur ?</td><td>73</td></tr></table>
<figure><img src="image_11.png" /></figure>
# Coordination

Nathalie Bourennane Schnebelen (INRA Orléans)

Jean-Luc Fort (Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes)

## Auteurs principaux

<table><thead><tr><td>Nom</td><td>Organisme d'appartenance et qualité</td><td>Adresse postale Téléphone Adresse électronique</td></tr></thead><tbody><tr><td>Micheline Eimberck</td><td>Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Centre d'Orléans<br>Pédologue-cartographe, coordinatrice nationale du programme IGCS (moyennes échelles)</td><td>INRA - US1106 Unité de Service Infosol<br>2163 avenue de la pomme de pin,<br>CS 40001 Ardon<br>45075 ORLÉANS Cedex 2<br>Tél +33 (0)2 38 41 78 87<br>Micheline.Eimberck@orleans.inra.fr</td></tr><tr><td>Jean-Luc Fort</td><td>Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes<br>Responsable du Service Agronomie Environnement</td><td>CRA Poitou-Charentes<br>BP 50002<br>86550 MIGNALOUX BEAUVOIR<br>Tél +33 (0)5 49 44 74 88<br>jean-luc.fort@poitou-charentes.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Blandine Foucaud Lemercier</td><td>Ingénieur pédologue, coordinatrice du programme « Sols de Bretagne », déclinaison d'IGCS et du RMQS en Bretagne</td><td>UMR INRA / AGROCAMPUS OUEST<br>Sol Agro et hydrosystème Spatialisation<br>65 rue de Saint-Brieuc, CS 84 215<br>35042 RENNES Cedex<br>Tél +33 (0)2 23 48 52 29<br>Blandine.Lemercier@agrocampus-ouest.fr</td></tr><tr><td>Sébastien Minette</td><td>Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes (Agro-Transfert)<br>Ingénieur agronome, responsable du projet « Eaux & Territoires »</td><td>CRA Poitou-Charentes, INRA Les Verrines<br>86600 LUSIGNAN<br>Tél +33 (0)5 49 55 61 74<br>sebastien.minette@poitou-charentes.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Jean-Pierre Rossignol</td><td>AGROCAMPUS OUEST - Centre d'Angers<br>Maître de Conférences en science des sols (retraité)</td><td>AGROCAMPUS OUEST - Centre d'Angers<br>Institut National d'Horticulture et de Paysage<br>Département de Génie Agronomique<br>2 rue Le Nôtre,<br>49045 ANGERS Cedex 01<br>Tél +33 (0)2 41 22 54 95</td></tr><tr><td>Joëlle Sauter</td><td>Association pour la Relance Agronomique en Alsace (ARAA)<br>Ingénieur agronome, gestionnaire de la base de données régionale sur les sols d'Alsace IGCS</td><td>ARAA<br>2 rue de Rome<br>B.P. 30022 SCHILTIGHEIM<br>67 013 STRASBOURG Cedex<br>Tél +33 (0)3 88 19 17 52<br>araa@bas-rhin.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Olivier Scheurer</td><td>Institut polytechnique Lasalle Beauvais<br>Enseignant-chercheur agro-pédologue, correspondant régional du programme IGCS</td><td>Institut polytechnique Lasalle Beauvais<br>BP 30313<br>60026 BEAUVAIS Cedex<br>Tél +33 (0)3 44 06 25 20<br>olivier.scheurer@lasalle-beauvais.fr</td></tr><tr><td>Nathalie Bourennane Schnebelen</td><td>Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Centre d'Orléans<br>Pédologue-hydrogéologue, coordinatrice nationale du programme IGCS (Référentiels Régionaux Pédologiques)</td><td>INRA - US1106 Unité de Service Infosol<br>2163 avenue de la pomme de pin,<br>CS 40001 Ardon<br>45075 ORLÉANS Cedex 2<br>Tél +33 (0)2 38 41 78 50<br>Nathalie.Schnebelen@orleans.inra.fr</td></tr></tbody></table>
Contributeurs

<table><thead><tr><td>Nom</td><td>Organisme d'appartenance et qualité</td><td>Adresse électronique</td></tr></thead><tbody><tr><td>Sylvie Barthès-Estela</td><td>Chambre Régionale d'Agriculture de Languedoc-Roussillon<br/>Chargée d'études SIG</td><td>sylvie.barthes@languedocroussillon.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Marie-Line Burtin</td><td>Association pour la Relance Agronomique en Alsace (ARAA)<br/>Ingénieur agronome</td><td>araa@bas-rhin.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Catherine Cam</td><td>Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes<br/>Pédologue et cartographe du programme IGCS en Poitou-Charentes</td><td>catherine.cam@poitou-charentes.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Joël Daroussin</td><td>Institut National de la recherche Agronomique (INRA) – Centre d'Orléans<br/>Ingénieur géomaticien</td><td>Joel.Daroussin@orleans.inra.fr</td></tr><tr><td>David Froger</td><td>Chambre Départementale d'Agriculture d'Indre-et-Loire<br/>Chargé de mission Espace Rural, coordonnateur du programme IGCS en Indre-et-Loire</td><td>amenagt@indre-et-loire.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Jérôme Gourmelon</td><td>ENESAD-CNERTA<br/>Ingénieur d'étude, pédologue et cartographe du programme « Sols et Territoires de Bourgogne »</td><td>http://www.igcs-stb.org</td></tr><tr><td>Emmanuel Hance</td><td>Chambre Régionale d'Agriculture de Lorraine<br/>Ingénieur agronome, coordinateur du programme IGCS en Lorraine</td><td>emmanuel.hance@lorraine.chambagri.fr</td></tr><tr><td>Philippe Lagacherie</td><td>Institut National de la recherche Agronomique (INRA) – Centre de Montpellier<br/>Ingénieur de recherche agro-pédologue</td><td>lagache@ensam.inra.fr</td></tr><tr><td>Bertrand Laroche</td><td>Institut National de la recherche Agronomique (INRA) – Centre d'Orléans<br/>Pédologue-cartographe, chargé de la qualité des bases de données sol du programme IGCS</td><td>Bertrand.Laroche@orleans.inra.fr</td></tr><tr><td>François Laurent</td><td>Université du Maine – Le Mans<br/>Maître de conférences en hydrologie</td><td>Francois.Laurent@univ-lemans.fr</td></tr></tbody></table>
# Introduction

<figure><img src="image_12.png" /></figure>
<figure><img src="image_13.png" /></figure>
# Introduction

Depuis quelques années les actions locales pour la préservation des ressources en eau souterraine ou superficielle se multiplient. Elles visent à promouvoir des pratiques agricoles ou des aménagements de l'espace limitant les risques de pollution. Elles sont menées au niveau de bassins versants ou de bassins d'alimentation en eau qui sont les unités fonctionnelles pertinentes pour ces problématiques.

Ces actions s'inscrivent pour la plupart soit dans une perspective de prévention, soit dans un contexte de pollution déjà avérée, voire de crise, qui s'impose aux différents acteurs. Dans ce deuxième cas, les objectifs sont essentiellement de restaurer la qualité de l'eau, généralement avec des attentes de résultats à court terme.

Les opérations à mener se répartissent en quatre étapes :

* Mise en œuvre d'un diagnostic ;

* Définition des objectifs (objectifs finaux et intermédiaires) ;

* Elaboration d'un programme d'actions :

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

► la production de références pour l'action et le conseil,

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

► promotion de nouvelles pratiques agricoles, aménagement du territoire ;

* Suivi et évaluation du programme d'actions et de ses résultats.

La ressource en eau peut être affectée par des pollutions d'origine ponctuelle ou diffuse. Les éléments concernés sont principalement les nitrates ou les phosphates, les produits phytosanitaires ou les matières en suspension (érosion). Le risque dépend à la fois des enjeux, des pratiques (pression polluante) et de la sensibilité du milieu.

## Éclairage

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

Le risque au sens général résulte :

* de « la combinaison, d'une part, de la probabilité qu'un événement défavorable se produise - ou aléa - et, d'autre part, de la gravité de ses conséquences - ou enjeux » (définition de la Commission Européenne) ;

* de la « conjonction d'un potentiel de contamination et d'un enjeu » (définition du CORPEN, 2003).

## Que retenir ?

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Le sol est un élément essentiel du milieu. Il détermine les pratiques agricoles et leurs effets mais aussi les mécanismes de circulation de l'eau et de transfert des polluants. La dimension sol doit donc impérativement être prise en compte dans toutes ces actions.

# L'objectif de ce guide

Suivant les actions menées et les polluants visés, les besoins, donc la demande de références pédologiques sont variés ; par ailleurs selon les régions, l'offre de connaissances sur les sols est hétérogène et plus ou moins aboutie. Le but de ce document est d'aider à mettre en adéquation offre et demande.

L'objectif de ce guide est donc de proposer des méthodes pour intégrer la dimension sol dans des outils ou références opérationnels. Ces derniers serviront à définir des actions de préservation de la ressource en eau, adaptées à la diversité des objectifs et des situations locales.
* Si les données sur les sols sont inexistantes ou largement insuffisantes : ce document présente quelles sont les données nécessaires, comment les collecter et sous quelle forme ;

* Si des données sur les sols sont disponibles : des méthodes sont proposées pour savoir comment bien utiliser ces données, les combiner avec d'autres données (occupation du sol, météo, pratiques agricoles, etc.) et les mettre en forme pour répondre au mieux aux besoins ou actions à mener sur un territoire.

Ce guide privilégie les aspects qualitatifs de la ressource en eau. Cependant, les démarches présentées peuvent aussi s'appliquer à des aspects quantitatifs. Il n'a pas l'ambition d'être exhaustif ni de livrer un cahier des charges détaillé pour qui veut protéger la ressource en eau d'un espace géographique donné. Il propose des réponses aux principales questions qu'on doit se poser, illustrées par des exemples. Le lecteur souhaitant approfondir certains points trouvera des renvois bibliographiques et une liste de personnes ressources.

Il ne traite pas des pollutions non agricoles.

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

L'OBJECTIF DE CE GUIDE EST DE PROPOSER DES METHODES POUR INTEGRER LA DIMENSION SOL DANS DES OUTILS OPERATIONNELS EN ADEQUATION AVEC LES ACTIONS A MENER ET L'ETAT DES CONNAISSANCES EXISTANTES.
Deux niveaux de lecture du document sont possibles :

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

## Un premier niveau donne des pistes pour orienter des actions à l'échelle locale

Ce niveau s'adresse plutôt aux représentants de l'administration ou d'une collectivité territoriale (Agence de l'eau, DIREN, Conseil Général ou Régional), financeurs, décideurs locaux, ou encore aux animateurs de bassins versants (syndicats des eaux, collectivités locales ou territoriales).

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

## Un second niveau de lecture propose des méthodes pour intégrer la dimension sol dans des outils ou références opérationnels

Ce niveau s'adresse plutôt aux chargés d'étude en agri-environnement, aux conseillers agricoles qui ont à réaliser des diagnostics de territoire ou/et d'exploitations, à produire des références et à mettre en œuvre des programmes d'actions.

## Le document s'articule autour de 4 chapitres

### Chapitre 1. La connaissance des sols, pour quoi faire ?

Ce chapitre explique pourquoi il est important de prendre en compte les sols à l'échelle d'un territoire présentant un enjeu lié à la qualité des eaux. La question est abordée sous un angle scientifique et réglementaire.

Par ailleurs, des éléments sont apportés pour aider à distinguer quelle connaissance des sols est nécessaire, quel niveau de précision est requis et si elle doit être spatialisée ou non.

### Chapitre 2. La connaissance des sols sur un territoire, comment l'acquérir ?

Le besoin en connaissance des sols étant bien identifié, ce chapitre donne des éléments pour construire le cahier des charges qui répondra le mieux à la demande. Il montre comment élaborer, d'une part une typologie locale, d'autre part un zonage ou une carte des sols, en valorisant les données existantes.

### Chapitre 3. La connaissance des sols sur un territoire, comment l'utiliser pour répondre à des problématiques concrètes ?

La diversité des questions dans lesquelles la connaissance des sols doit être mobilisée est

illustrée par une liste d'exemples concrets, aussi bien dans le registre « compréhension des mécanismes et phénomènes » que dans le registre « élaboration de références pour l'action ». Les différentes méthodes permettant de traiter ce type de questions sont ensuite présentées brièvement et comparées.

Enfin, pour illustrer l'ensemble, des fiches d'exemples abordent la diversité des questions et utilisations de données sur les sols dans différents contextes.

### Chapitre 4. Au-delà des données sur les sols, comment organiser les connaissances acquises pour un espace géographique donné ?

Pour élaborer des actions de préservation de la ressource en eau, il est indispensable d'avoir des données fiables sur les sols, mais aussi de les croiser avec différentes données complémentaires afin d'améliorer la connaissance du milieu. De plus en plus, cette connaissance des territoires est structurée en bases de données et en systèmes d'information géographique qui assurent un accès rapide aux données et leur conservation et valorisation.

Pourquoi organiser les données ? Lesquelles prendre en compte ? Comment ? Une liste non exhaustive de données pertinentes est proposée.
<figure><img src="image_21.png" /></figure>

Pour en savoir plus...

- CORPEN (2003) – *Eléments méthodologiques pour un diagnostic régional de la contamination des eaux liée à l'utilisation des produits phytosanitaires. Utilisation des outils de traitement de l'information géographique : SIG*. Groupe Phytoprat-SIG, 84 pages.
# Chapitre 1

## La connaissance des sols sur un territoire, pour quoi faire ?

<figure><img src="image_22.png" /></figure>
<figure><img src="image_23.png" /></figure>
# Chapitre 1. La connaissance des sols sur un territoire, pour quoi faire ?

Avant d'envisager l'acquisition de données relatives au sol, les besoins doivent être précisément identifiés. Sur un territoire donné, ils sont déterminés, d'une part, par le rôle que joue le sol dans la préservation de la ressource en eau et, d'autre part, par le type d'action à mener. Ce chapitre apporte un éclairage sur ces deux aspects.

## 1.1. Pourquoi prendre en compte les sols à l'échelle d'un territoire à enjeu « qualité de l'eau » ?

### D'un point de vue scientifique

Les acteurs territoriaux sont maintenant bien informés des différents risques pesant sur les ressources en eau à l'échelle d'un territoire du fait :

* de sécheresses frappant les sols, la végétation naturelle et les cultures, les cours d'eau et les nappes d'eau souterraine ou, au contraire, d'inondations par les crues des cours d'eau ou les remontées de nappes ;

* de pollutions diverses de ces mêmes eaux par des substances minérales et organiques, et des micro-organismes.

En revanche, les acteurs territoriaux sont souvent moins sensibilisés à la prise en compte des sols dans l'évaluation et la gestion de ces risques. Les sols ont en effet un rôle déterminant sur la dynamique de l'eau à l'échelle d'un territoire. Ils interviennent dans les processus de pollution des eaux par leurs fonctions de transfert, de rétention et de dégradation des substances polluantes. Enfin, les sols ont une place essentielle dans le choix des **systèmes d'exploitation et de culture** et des aménagements de maîtrise de l'eau (irrigation, drainage agricole).

### Les sols, déterminants de la dynamique de l'eau

Les caractéristiques des sols déterminent en grande partie la part des eaux de pluie qui ruisselle à la surface du sol et rejoint les eaux superficielles, et la part qui s'infiltre dans le sol. Cette dernière est en partie stockée dans le sol ; l'excédent percole et recharge les nappes d'eau souterraine. L'eau infiltrée peut aussi s'écouler latéralement par **ruissellement hypodermique**.

Deux propriétés des sols interviennent dans ces différents processus : leur capacité d'infiltration et leur capacité de stockage de l'eau :

* la capacité d'infiltration intervient essentiellement sur la répartition de l'eau de pluie entre la fraction qui ruisselle et la fraction qui s'infiltre ;

* la capacité de stockage conditionne plutôt la quantité d'eau susceptible de percoler.

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

Des sols sensibles au ruissellement de l'eau ou à l'érosion, d'autres sensibles à la percolation de l'eau

Les sols à faible capacité d'infiltration de l'eau, tels que les **sols battants** (fermeture de la porosité de surface) ou engorgés en eau, sont sensibles au ruissellement et éventuellement à l'érosion. A l'inverse, l'eau percole plus rapidement dans les sols perméables tels que les sols à **texture sableuse** ou les sols présentant des fissures.
<figure><img src="image_25.png" /></figure>

## Des sols pouvant stocker plus ou moins d'eau

La capacité de stockage en eau des sols, et notamment sa partie accessible à la végétation appelée **réservoir utilisable maximal** (RUM),

varie en fonction de la texture, de la **structure** et de la **profondeur d'enracinement maximale** des sols. A profondeurs utiles égales, les sols à texture sableuse ont un plus faible réservoir que les sols à texture limono-argileuse. Les sols à faible réservoir entraînent des contraintes sur les cultures (risque de déficit hydrique) mais permettent une recharge en eau plus importante des nappes.

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

LES CAPACITES DU SOL A L'INFILTRATION ET AU STOCKAGE DE L'EAU SONT DETERMINANTES DES VOIES DE TRANSFERT DE L'EAU SUR UN TERRITOIRE (© INRA ORLEANS)

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

## Que retenir ?

A l'échelle d'un territoire, la prise en compte des sols, de leur répartition dans le paysage et de leurs caractéristiques hydriques, est donc un élément indispensable dans l'évaluation et la gestion du risque « quantité d'eau ». Elle permet de :

* comprendre la dynamique de l'eau sur le territoire ;

* délimiter les zones sensibles au ruissellement, à l'érosion, à l'infiltration vers les nappes d'eau souterraines, à l'excès d'eau ou au manque d'eau.

## Les sols, déterminants des processus de pollution des eaux

Les sols ont deux rôles dans les phénomènes de pollution des eaux :

* celui de rétention et de transformation chimique (dégradation) des substances apportées au sol ;

* celui de favoriser ou non le transfert de ces substances vers les eaux superficielles ou souterraines.
<figure><img src="image_28.png" /></figure>

Des sols plus ou moins aptes à retenir et transformer chimiquement les polluants

Les propriétés microbiologiques, physico-chimiques et chimiques des sols leurs confèrent les capacités de retenir et de transformer chimiquement les substances polluantes.

De façon générale, la capacité de rétention des sols a un effet protecteur sur la pollution des eaux en limitant la concentration en substances polluantes des eaux qui ruissellent ou qui s'infiltrent. Toutefois, pour les sols sensibles à l'érosion, la rétention peut avoir un effet source de polluants vis-à-vis des eaux de surface du fait de l'entraînement de substances avec les particules de sol. Pour les eaux souterraines, cet effet est très limité car le transport particulaire dans le sol est peu important.

Quant à la capacité de transformations chimiques des sols, elle peut avoir un effet protecteur sur la pollution des eaux si elle conduit au déplacement ou à la limitation des substances polluantes (cas de la dénitrification par exemple) ou, au contraire, un effet source si elle conduit à la formation de métabolites polluants (cas des produits phytosanitaires par exemple).

Lorsque la résultante des capacités de rétention et de transformations chimiques est une diminution des quantités de substances présentes à l'état dissous dans l'eau stockée par les sols ou dans l'eau circulant à la surface des sols, les sols exercent un effet protecteur vis-à-vis des eaux de surface et des eaux souterraines. Lorsque la résultante est à

l'inverse une augmentation de ces quantités, les sols se comportent comme une source de polluants.

Les capacités de rétention et de transformations chimiques des sols et leurs effets sur le risque de pollution des eaux varient en fonction du type de sol et du type de substances polluantes :

* physico-chimiques (nitrates, produits phytosanitaires, phosphates, éléments traces métalliques, etc.);

* microbiologiques (organismes pathogènes).

Deux exemples sont présentés en détail : le cas des nitrates et le cas des produits phytosanitaires.

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

Des sols sensibles au transfert de polluants par ruissellement ou érosion, d'autres sensibles au transfert de polluants par infiltration

Les sols intervenant dans la répartition de l'eau entre la part qui va ruisseler et celle qui va s'infiltrer, ils déterminent également le mode de transfert vers les eaux des substances apportées au sol. Ainsi, les sols sensibles au ruissellement et à l'érosion favorisent le transfert des substances polluantes par ruissellement et par entraînement de particules vers les cours d'eau. Les sols sensibles à l'infiltration favorisent au contraire la *lixiviation* de substances vers les nappes d'eau souterraine, notamment si ces substances ne sont pas immobilisées et dégradées dans les sols.

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

Que retenir ?

A l'échelle d'un territoire, la prise en compte des sols, de leur répartition dans le paysage, de leurs caractéristiques hydriques et de leurs propriétés microbiologiques, physico-chimiques et chimiques vis-à-vis des différents polluants, est donc un élément indispensable à l'évaluation et à la gestion du risque « qualité de l'eau ». Elle permet de :

* comprendre les processus de pollution des eaux de surface et souterraine ;

* délimiter les zones sensibles au transfert de polluants par ruissellement et érosion, ou les zones sensibles au transfert de polluants par infiltration ; préciser, à l'intérieur de ces zones, les capacités de rétention et de transformations chimiques des substances polluantes par les sols et l'effet protecteur ou source de polluants induit par ces capacités.
## Éclairage

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

## Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des nitrates

Les nitrates (NO₃⁻) constituent une des formes minérales de l'azote du sol. Solubles dans l'eau, ils se retrouvent naturellement, en faible teneur (<10 mg/l), dans les eaux superficielles et souterraines. Des apports supplémentaires peuvent conduire à une augmentation importante des teneurs en nitrates dans les eaux. Il s'agit notamment, en milieu agricole, des fertilisants azotés minéraux apportés aux cultures, de la minéralisation de divers produits organiques issus des cultures (résidus de récolte) ou apportés au sol (effluents d'élevage, boues et déchets divers, etc.), mais aussi des apports atmosphériques par déposition ou précipitation, et de la fixation par certaines bactéries symbiotiques du sol.

<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>CYCLE SIMPLIFIÉ DE L'AZOTE EN AGRICULTURE (© UNIFA)</figcaption></figure>

Les sols interviennent dans les processus de pollution des eaux par les nitrates par leurs capacités de rétention et de transformations chimiques.

* La rétention physico-chimique des nitrates est quasiment nulle dans les sols des régions tempérées. Par contre, la rétention microbiologique est importante et a un effet protecteur sur la pollution des eaux. Cette rétention est due (Calvet, 2003) :

* à l'absorption racinaire par les plantes ; le maintien d'une couverture végétale des sols est un moyen particulièrement efficace pour retenir les nitrates, diminuer leur teneur dans l'eau stockée par les sols et donc limiter leur transfert vers les eaux de surface et souterraine ;

* à l'organisation (ou immobilisation) par les micro-organismes du sol ; une activité microbienne intense en présence de quantités de carbone suffisantes dans le sol est aussi un moyen de retenir les nitrates et de diminuer le risque de pollution des eaux.

* Les transformations chimiques microbiennes dans le sol sont impliquées à la fois dans l'effet source et dans l'effet protecteur vis-à-vis de la pollution des eaux par les nitrates :
## Éclairage

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

### Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des nitrates (fin)

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

La minéralisation de la matière organique (transformation en ammonium) suivie de la nitrification (transformation de l'ammonium en nitrates) est une source de nitrates. Elle concerne la matière organique du sol mais aussi tous les produits organiques issus des cultures ou apportés au sol. Elle peut être à l'origine d'une grande quantité de nitrates, donc d'un risque de pollution des eaux, lorsque les conditions physico-chimiques du sol sont favorables à l'activité microbienne ;

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

A l'inverse, la **dénitrification** (transformation des nitrates en azote gazeux) est susceptible de diminuer la quantité de nitrates dans les sols et d'avoir un effet protecteur sur la qualité des eaux. Elle a lieu dans les sols mal drainés et constituant des milieux anaérobies tels que les zones humides. Elle peut toutefois avoir des conséquences sur la production de gaz à effet de serre (N₂O – oxyde nitreux).

### LES PROPRIETES DES SOLS SONT A L'ORIGINE DE LEUR EFFET SOURCE OU PROTECTEUR VIS-A-VIS DE LA POLLUTION DES EAUX PAR LES NITRATES (CALVET, 2003 ; MODIFIE)

<table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="2">Propriétés des sols mises en jeu :</th></tr><tr><th>- capacité de rétention des sols</th><th>- capacité de transformations chimiques des sols</th></tr></thead><tbody><tr><th scope="row">Effet sur la pollution des eaux superficielles et souterraines :</th><td>aucun</td><td>minéralisation et nitrification : oui</td></tr><tr><th scope="row">- effet source</th><td>aucun</td><td>minéralisation et nitrification : oui</td></tr><tr><th scope="row">- effet protecteur</th><td>rétention physico-chimique : aucun<br>rétention microbiologique : oui</td><td>dénitrification : oui</td></tr></tbody></table>

## Éclairage

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

### Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des produits phytosanitaires

Les produits phytosanitaires, encore appelés pesticides (incluant également les biocides) ou produits phytopharmaceutiques, sont utilisés principalement par les activités agricoles pour la protection des plantes, et secondairement par les activités urbaines et de transports pour l'hygiène urbaine et l'entretien des voies de circulation. Ils comprennent les fongicides, herbicides et insecticides. Les produits phytosanitaires recouvrent une très grande variété de composés organiques appartenant à de nombreuses familles chimiques. Actuellement, en France, il y a plus de 500 produits différents incorporés dans plus de 8 000 préparations ou produits commerciaux. A la différence des composés azotés qui peuvent avoir une origine intrinsèque au sol, les produits phytosanitaires ont tous une origine exogène au sol et liée aux activités anthropiques.

Les sols interviennent dans les processus de pollution des eaux par les produits phytosanitaires par leurs capacités de rétention et de transformations chimiques.

* La rétention des produits phytosanitaires dans les sols implique :

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

des phénomènes physico-chimiques d'adsorption des produits sur les matières organiques, les substances humiques et les minéraux argileux des sols, suivis de phénomènes de stabilisation par réaction chimique ou piégeage physique. Les phénomènes d'adsorption peuvent être réversibles à court terme alors que les phénomènes de stabilisation ne le sont pas ;

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

des phénomènes microbiologiques de rétention par la microflore des sols.
<figure><img src="image_39.png" /></figure>

## Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des produits phytosanitaires (suite)

Ces différents phénomènes de rétention ont un effet protecteur pour les eaux souterraines. Pour les eaux de surface, ils peuvent avoir au contraire un effet source de polluants en présence d'érosion et de libération des produits retenus par **désorption** ou altération des matières organiques.

* Les produits phytosanitaires épandus dans les sols ou à leur surface subissent également diverses transformations chimiques, de nature biologique ou non-biologique, qui provoquent des modifications de leur structure et de leur composition chimique avec formation de nouvelles molécules appelées métabolites. La dégradation des produits phytosanitaires dans les sols est probablement le principal processus participant à l'effet de protection des eaux superficielles et souterraines. La formation de métabolites non toxiques a un effet protecteur ; la formation de métaboliques toxiques à l'égard d'organismes vivants peut toutefois avoir un effet de source de polluants.

<figure><img src="image_40.png" /></figure>

## MODES DE TRANSFERT, DE RETENTION ET DE TRANSFORMATIONS CHIMIQUES DES PRODUITS PHYTOSANITAIRES

L'intensité des processus de rétention et de transformations chimiques dépend bien sûr de facteurs liés à la nature chimique des produits phytosanitaires mais aussi de nombreux facteurs pédologiques notamment :

* pour la rétention, de la teneur en matières organiques des sols ;

* pour les transformations chimiques, de l'activité microbienne du sol, elle-même liée à la composition des sols (teneurs en minéraux argileux et en matières organiques) et son degré d'aération.

Elle dépend aussi de l'histoire culturale et du climat.
<figure><img src="image_41.png" /></figure>

## Exemple des capacités de rétention et de transformations chimiques des sols vis-à-vis des produits phytosanitaires (fin)

Une gestion appropriée des matières organiques des sols (résidus de culture, amendements organiques, etc.), le maintien ou l'introduction d'une activité biologique spécifique dans les sols sont donc des moyens de limiter la mobilité et la quantité de produits phytosanitaires présents dans les sols et donc de diminuer les risques de pollution des eaux. Les autres moyens préconisés sont relatifs à la réduction des doses, la mise en place d'itinéraires techniques réduisant les intrants, limitant ou retardant le déclenchement des phénomènes de ruissellement et d'érosion, l'installation de zones tampons (fossés, haies, zones humides, bandes enherbées).

### LES PROPRIETES DES SOLS SONT A L'ORIGINE DE LEUR EFFET SOURCE OU PROTECTEUR VIS-A-VIS DE LA POLLUTION DES EAUX PAR LES PRODUITS PHYTOSANITAIRES (CALVET, 2003 ; MODIFIE)

<table><thead><tr><th colspan="3">Propriétés des sols mises en jeu :</th></tr><tr><th>Effet sur la pollution :</th><th></th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">des eaux superficielles</td><td>- effet source</td><td>- capacité de rétention des sols<br/>adsorption : variable<br/>stabilisation : presque aucun</td></tr><tr><td>- effet protecteur</td><td>en présence d'érosion : aucun<br/>adsorption : variable<br/>stabilisation : oui</td></tr><tr><td rowspan="2">des eaux souterraines</td><td>- effet source</td><td>aucun</td></tr><tr><td>- effet protecteur</td><td>adsorption, stabilisation : oui</td></tr></tbody></table>

## Les sols, déterminants des pratiques agricoles, des systèmes de culture et de production

Les décisions techniques prises par l'agriculteur sont plus ou moins influencées par la nature des sols de l'exploitation.

<figure><img src="image_42.png" /></figure>

### Les sols dans les choix d'assolement

Les choix d'assolement déterminent la localisation et la succession des cultures sur les parcelles, en partie en fonction des aptitudes culturales des sols. Par exemple, certaines cultures sont exclues des terres à forte charge en cailloux afin d'éviter les difficultés de récolte (pois, pomme de terre, lin textile, etc.) ; les cultures de printemps à forte marge brute sont localisées préférentiellement dans les sols profonds à forte réserve en eau (betterave sucrière, pomme de terre, etc.) ; les

sols sableux sont particulièrement recherchés pour la culture de l'asperge.

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

### Les sols dans les choix d'intervention sur les parcelles

Les choix d'intervention sur les parcelles (itinéraires techniques) sont plus ou moins différenciés en fonction de la connaissance du comportement des sols par l'agriculteur. Par exemple, on cherche à limiter l'émiettement de la terre en surface afin d'éviter la battance dans les sols limoneux à faible stabilité structurale ; les épandages hivernaux de déjection animales sont souvent concentrés sur les sols les plus portants donc les moins hydromorphes.
<figure><img src="image_44.png" /></figure>

## Les sols dans les systèmes de culture et de production

La résultante de ces choix se traduit par des systèmes de culture plus ou moins différenciés

en fonction de la diversité des sols sur le territoire de l'exploitation. A l'échelle régionale, la diversité des systèmes de production reflète en partie la diversité des atouts et contraintes liés aux sols.

<figure><img src="image_45.png" /></figure>

LA PROTECTION DES RESSOURCES EN EAU EST LA RESULTANTE D'UNE SUCCESSION D'ETATS DU SOL ET DU PEUPLEMENT VEGETAL, INFLUENCEE PAR LE SYSTEME DE CULTURE DE L'EXPLOITATION (SCHEURER, 2005 ; MODIFIE).

<figure><img src="image_46.png" /></figure>

### Que retenir ?

Le rôle du sol dans la préservation des ressources en eau en milieu agricole joue donc à deux niveaux :

* le sol est un déterminant de la pression polluante exercée sur le milieu par l'intermédiaire des systèmes de culture qu'il contribue à générer. La conception et la préconisation de nouvelles pratiques agricoles en vue de limiter les impacts environnementaux devront donc tenir compte de la contrainte « sol » qui pèse sur les marges de manœuvre des agriculteurs ;

* l'influence des systèmes de culture sur les ressources en eau se fait en général de manière indirecte, par l'intermédiaire du sol.
## Les sols dans les textes réglementaires sur l'eau

Ce document n'a pas l'ambition de dresser une liste exhaustive des législations, réglementations et normes concernant la gestion et la protection de l'eau, qui incitent ou prescrivent de s'appuyer sur la connaissance des sols et de leur comportement.

Il s'agit plus simplement d'illustrer, au travers de quelques exemples, dans quelle mesure ces textes de plus en plus nombreux et complexes prennent plus ou moins directement en considération les sols.

<figure><img src="image_47.png" /></figure>

### Des textes très divers

Avant de citer ces exemples il est bon de rappeler la diversité des textes concernés. On peut ainsi différencier :

* Des textes strictement réglementaires allant de directives européennes (directive Nitrates, directive Cadre sur l'eau, etc.) à leur transcription dans le droit français (lois sur l'eau de 1992 et 2006), transcription qui peut se traduire par des décisions à l'échelle régionale, départementale ou locale. Dans ce contexte réglementaire « descendant » la prise en compte des sols et de leur diversité est plus facile lorsque les réglementations sont à une échelle régionale ou locale.

* Des textes en lien avec des dispositifs contractuels ; les Mesures Agri-Environnementales (MAE) proposées dans le Règlement relatif au Développement Durable (RDR) ainsi que les Bonnes Conditions Agronomiques et Environnementales (BCAE) associées à la conditionnalité de la politique agricole commune font partie de ces dispositifs.

* Des textes associés à des certifications, possibles dans un cadre contractuel ou non : la certification Agriculture Biologique, la qualification Agriculture Raisonnée, la certification ISO 14001.

* Des textes édictant des normes. La normalisation est ainsi définie par l'article 1er du Décret n°84-74 du 26 janvier 1984

fixant le statut de la normalisation : « La normalisation a pour objet de fournir des documents de référence comportant des solutions à des problèmes techniques et commerciaux concernant les produits, biens et services, qui se posent de façon répétée dans des relations entre partenaires économiques, scientifiques, techniques et sociaux. »

* Enfin, et de façon plus générale, des textes ou recommandations qui impliquent la réalisation de diagnostics ou états des lieux et l'élaboration de programmes d'actions. C'est le cas des programmes « bassins versants » souvent initiés dans un cadre partenarial par les collectivités, l'Etat et les agences de l'eau.

<figure><img src="image_48.png" /></figure>

### Une prise en compte plus ou moins directe des sols

Ces textes peuvent avoir un lien très direct avec la protection de l'eau (exemple de la directive Nitrates), ou avoir des incidences plus indirectes (exemples de la conditionnalité qui s'assortit du respect de la directive Nitrates et de la mise en place de bandes enherbées ou de la certification en agriculture biologique qui interdit l'usage d'engrais et de pesticides chimiques de synthèse).

Ces différents textes et dispositifs permettent une adaptation locale plus ou moins importante. Le nouveau dispositif de MAE défini au niveau national a l'avantage de simplifier et d'harmoniser les contrats mais ne permet pas toujours de tenir compte des spécificités locales et en particulier de la diversité des milieux et des sols.

Dans l'ensemble, les sols et leur diversité sont peu pris en compte dans les différents textes et réglementations. Cependant les quelques exemples qui suivent illustrent des cas où les sols peuvent être pris en compte plus ou moins directement dans la rédaction des documents réglementaires ou contractuels relatifs à la préservation de l'eau.
<figure><img src="image_49.png" /></figure>

Dans le cadre de réglementations
européennes, nationales et locales

* Exemple de la directive Nitrates

A l'origine des obligations ou recommandations de la directive Nitrates se trouve le code des bonnes pratiques agricoles (1993) qui a servi à décliner des programmes d'action définis dans les départements et les zones vulnérables. Ces programmes relèvent de spécificités locales et nécessitent par exemple :

> de bien connaître les sols pour établir un bilan prévisionnel de fertilisation,

> de tenir compte de certaines contraintes qui peuvent être liées au type de sol, telles que la date de retournement des cultures intermédiaires, fonction de la teneur en argile des sols.

Les arrêtés départementaux peuvent donc tenir compte du « facteur sol », soit au travers de zonages spécifiques à l'intérieur de la zone vulnérable, soit au travers de recommandations ou obligations.

* Exemple de la directive réglementant l'usage des boues en agriculture

La réglementation de l'utilisation en agriculture des boues résiduaires issues des stations d'épuration poursuit deux objectifs :

> éviter les effets nocifs sur les sols, la végétation, les animaux et l'homme ;

> garantir à l'exploitant agricole la qualité des boues épandues et leur adaptation aux besoins des sols et des cultures.

Le respect de l'ensemble de la réglementation relative à l'épandage des boues des stations d'épuration en agriculture relève de la responsabilité du producteur des boues. La connaissance des sols est importante notamment pour définir leur aptitude à l'épandage des boues. Par exemple, la valeur du pH du

sol intervient sur la mobilité des métaux lourds, donc leur absorption par les plantes et leur lixiviation. La réglementation impose ainsi une restriction des usages pour des valeurs de pH du sol inférieures à 6 et une interdiction pour des valeurs inférieures à 5.

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

Dans le cadre de politiques contractuelles telles que la mise en place de MAE

Les MAE proposées dans des territoires doivent s'appuyer sur le contexte local et la connaissance des sols peut être utile pour définir le contenu des programmes.

* L'engagement concernant l'implantation des cultures intermédiaires en période de risque peut illustrer cette nécessité. La mise en place de la MAE nécessite en effet de définir pour chaque territoire les dates d'implantation et les dates minimales de destruction.

La prise en compte du sol est importante pour fixer ces dates d'implantation et de destruction.

* Un autre engagement relatif à la formation des agriculteurs sur le raisonnement de la fertilisation implique des contenus portant sur :

> l'identification des enjeux environnementaux, auxquels le raisonnement de la fertilisation permet de répondre ;

> les méthodes de calcul des bilans, adaptées le cas échéant aux systèmes de cultures ou d'élevage présents sur le territoire concerné ;

> l'intérêt agronomique des successions culturales.

La connaissance des sols est indispensable pour définir un contenu pertinent de ces formations.
<figure><img src="image_51.png" /></figure>

## Dans la définition de zonages et de programmes d'action qui doivent s'appuyer sur des diagnostics pertinents

De plus en plus souvent les actions de préservation et de gestion de l'eau s'appuient sur le triptyque diagnostic / plan d'action / évaluation.

Que ce soit dans le cadre d'actions locales de préservation de ressource, ou dans un cadre plus général tel que la directive cadre sur l'eau (SDAGE et SAGE), ou pour la prévention de risques (érosion, inondation, etc.), la nécessité d'un diagnostic impose une prise en compte des sols pour définir les risques. Le diagnostic entre ainsi dans un cadre quasiment « réglementaire » et constitue un passage obligé d'un programme de préservation de la ressource. Il est important de bien intégrer la « dimension sol » dans ce diagnostic, au même titre que d'autres données utiles à l'évaluation des risques.

Ces diagnostics peuvent s'appuyer sur les méthodes établies par le CORPEN par exemple, ou par toute autre méthode validée par la communauté scientifique (le Chapitre 3 abordera quelques méthodes spécifiques).

A l'amont de ces programmes d'actions, des zonages préalables sont souvent réalisés (zonage des risques érosion, définition des zones humides, etc.). Là aussi la connaissance des sols est incontournable.

<figure><img src="image_52.png" /></figure>

## Dans le cadre des textes associés à des certifications

Le référentiel de l'Agriculture Raisonnée<fnref n="1" /> n'exige pas de manière explicite de se doter d'un outil de connaissance de sols de l'exploitation (carte ou zonage), mais il demande de mettre en œuvre un programme d'analyses de terre « par grand type de sol et système de culture présent sur l'exploitation».

<figure><img src="image_53.png" /></figure>

AFFLEUREMENT DE NAPPE EN AVAL D'UNE PARCELLE CULTIVEE, DANS LE LOIRET (© INRA ORLEANS - N. SCHNEBELEN)

<footnote n="1">¹Arrêtés interministériels des 30/04/2002, 20/04/2006 et 05/02/2007 relatifs au référentiel de l'agriculture raisonnée (respectivement J.O. des 04/05/2002, 28/05/2006 et 14/02/2007)</footnote>
## Quelques exemples de textes réglementaires

Quelques exemples de législations et de réglementations prenant en compte les sols sont présentés ci-après, dans l'ordre chronologique.

* Le Code Rural, articles L 255-1 à L 255-11, texte fondamental fixant le cadre réglementaire pour les matières fertilisantes et les supports de culture ;

* La Loi n°75-633 du 15 juillet 1975 modifiée<fnref n="2" /> sur les déchets ;

* Le Titre Ier du livre Vème du Code de l'Environnement relatif aux installations classées pour la protection de l'environnement (articles L 511-1 à L 517-2) ;

* La Loi n°92-3 du 3 janvier 1992 sur l'eau ;

* L'Arrêté du 22 novembre 1993 relatif au code des bonnes pratiques agricoles ;

* Le Décret n°96-540 du 12 juin 1996 relatif au déversement et à l'épandage des effluents d'exploitations agricoles ;

* La Loi n°2003-699 du 30 juillet 2003 relative à la prévention des risques technologiques et naturels et à la réparation des dommages, dite « Loi Risques », complétée par le Décret n°2007-882 du 14 mai 2007 ;

* La Loi n°2005-157 du 2 février 2005 relative au développement des territoires ruraux ;

* La Loi Constitutionnelle n°2005-205 du 1er mars 2005 relative à la Charte de l'Environnement (Code de l'Environnement, article L 110-1) ;

* La Loi n°2006-11 du 5 janvier 2006 d'orientation agricole ;

* La Loi n°2006-1772 du 30 décembre 2006 sur l'eau et les milieux aquatiques ;

* Le Décret n°2007-135 du 30 janvier 2007 précisant les critères de définition et de délimitation des zones humides ;

* Le Décret n°2007-882 du 14 mai 2007 relatif à certaines zones soumises à des contraintes environnementales (érosion, zones humides, aires d'alimentation des captages).

## Éclairage

### Stratégie thématique européenne pour la protection des sols

<figure><img src="image_54.png" /></figure>

Au-delà des réglementations portant sur la protection de l'eau, la stratégie thématique européenne pour la protection des sols pourrait avoir, à terme, des incidences sur la protection globale des ressources. Il est donc important d'en rappeler les orientations.

Le projet de directive cadre adopté en septembre 2006 par la Commission Européenne propose une approche globale de la protection des sols, destinée à préserver la capacité des sols à remplir leurs fonctions d'ordres écologique, économique, social et culturel. Il identifie les principales menaces pesant sur les sols et demande aux Etats membres d'identifier les parties de leur territoire concernées par ces menaces, qui sont : l'érosion, la diminution de la matière organique des sols, le tassement, la salinisation, les glissements de terrain, la contamination des sols et l'imperméabilisation.

La stratégie européenne demande également aux Etats membres d'intégrer la protection des sols dans l'élaboration des politiques sectorielles susceptibles d'aggraver ou d'atténuer les processus de dégradation des sols, « en particulier dans les domaines de l'urbanisme et l'aménagement du territoire, des transports, de l'énergie, de l'agriculture, du développement rural, de la foresterie, etc.».

<footnote n="2">² Modifiée par la loi n° 92-646 du 13 juillet 1992 relative à l'élimination des déchets ainsi qu'aux installations classées pour la protection de l'environnement</footnote>
## 1.2. La connaissance des sols s'inscrit dans une logique d'actions à mener : Quels besoins pour quelles actions ? Quels outils ?

### Quels besoins pour quelles actions ?

#### Les actions à mener

Les actions de préservation de la ressource en eau se décomposent en quatre phases principales :

<figure><img src="image_55.png" /></figure>

#### Diagnostic initial des risques

Le diagnostic consiste dans un premier temps à identifier la diversité des situations vis-à-vis de l'impact environnemental étudié ; il faut le plus souvent inventorier et caractériser les combinaisons « sensibilité du milieu x pression due au système de culture », puis les hiérarchiser selon leur niveau de risque et évaluer leur extension spatiale.

Cette étape est nécessaire pour définir des zones d'action prioritaires et/ou pour choisir des sites d'investigation plus poussée à une échelle plus détaillée en représentant cette diversité. Elle peut se faire à différents niveaux : à l'échelle régionale pour choisir une zone d'action (bassin versant pilote), à l'échelle du bassin versant ou de l'exploitation agricole pour choisir des parcelles de référence faisant l'objet d'un suivi des pratiques et/ou des impacts environnementaux.

Le diagnostic doit par ailleurs identifier les pratiques agricoles en cause dans les situations à risque (ainsi que les objectifs et contraintes des agriculteurs qui déterminent ces pratiques) afin d'orienter les actions préventives. L'effet des pratiques doit pour cela être relativisé en fonction du milieu.

<figure><img src="image_56.png" /></figure>

#### Conception de solutions techniques

Il s'agit de concevoir et tester des modifications de pratiques ou des règles de décision (adaptées aux différents milieux) qui limitent les risques, tout en étant acceptables par les agriculteurs.

<figure><img src="image_57.png" /></figure>

#### Diffusion de solutions techniques

La mise en application de ces solutions passe par leur promotion dans les exploitations agricoles. Celle-ci se traduit, d'une part, par une explication des mécanismes en jeu et leurs impacts environnementaux et, d'autre part, par la diffusion de préconisations techniques et d'outils simples d'aide à la décision. Elle peut aussi donner lieu à la contractualisation de mesures agri-environnementales.

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

#### Évaluation

Le suivi et l'évaluation des résultats s'apparentent également à une phase de diagnostic : localisation et quantification des changements de pratiques dans les principales combinaisons « milieu x système de culture », évaluation des progrès induits en termes d'impacts sur l'état de la ressource.
Deux outils de connaissance des sols sont en général nécessaires pour mener à bien ces actions :

<figure><img src="image_59.png" /></figure>

### Typologie locale des sols

La connaissance des sols n'est pas spatialisée de manière précise ; elle est organisée sous forme d'un référentiel des principaux types de sol du territoire, décrivant au minimum leurs caractéristiques morphologiques et analytiques (texture, propriétés chimiques, etc.), ainsi que leurs lois de répartition dans le paysage.

<figure><img src="image_60.png" /></figure>

### Zonage ou carte des sols

La connaissance des sols est spatialisée. Les documents à grande échelle (de 1/5 000 à

1/25 000) sont compatibles avec une approche parcellaire. A partir de 1/50 000 (échelle moyenne), des observations de terrain complémentaires sont nécessaires pour mener une approche parcellaire.

Les objets représentés sont des **unités typologiques de sol** (grande et moyenne échelle) ou des **unités cartographiques de sol** comprenant un ou plusieurs types de sol (petite échelle). Le terme « zonage » correspond ici à un document cartographique réalisé selon des normes moins exigeantes -et avec des moyens plus limités- qu'une carte des sols « classique » établie par un pédologue ; il n'en constitue pas moins un outil opérationnel. Dans les deux cas, le document est associé à une typologie des sols qui sert de base à la légende.

## Quels outils ?

### Utilisation pour le diagnostic

<figure><img src="image_61.png" /></figure>

### Typologie locale des sols

Lorsque le risque étudié ne dépend pas des relations entre parcelles (cas de la pollution diffuse par les nitrates), le diagnostic est possible à partir d'une typologie des sols du territoire concerné ; chaque type de sol doit pour cela être caractérisé par les variables explicatives de la sensibilité du milieu, ses aptitudes culturales et par une estimation de sa surface dans le bassin versant.

En l'absence de carte détaillée au niveau parcellaire, les sols d'une exploitation agricole peuvent être caractérisés par rattachement à une typologie locale, à condition que celle-ci soit associée à une clé d'identification sur le terrain. C'est une étape préalable au diagnostic des risques.

<figure><img src="image_62.png" /></figure>

### Zonage - carte des sols

Le zonage ou la carte des sols sont nécessaires pour établir un zonage des risques sur le territoire étudié. Les unités de sol représentées doivent pour cela être caractérisées par les variables-sol indicatrices de la sensibilité du milieu. Ceci peut donc nécessiter l'établissement de **références pédologiques** complémentaires. Ces variables doivent souvent être ensuite combinées avec des variables exogènes (climat, occupation du sol par exemple), ce qui renforce l'intérêt de la spatialisation.

Pour caractériser les systèmes de culture et les localiser en fonction des milieux, on a en général besoin d'enquêter sur les pratiques des agriculteurs. Le zonage ou la carte permettent de choisir les exploitations à
enquêter de manière pertinente pour
représenter les principaux milieux.

De même, le zonage ou la carte peuvent servir
à choisir des sites d'étude pour produire des

références sur la sensibilité du milieu ou l'effet
de l'interaction « milieu x pratiques » sur le
risque.

## Conception et diffusion de solutions techniques

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

### Typologie locale des sols

La typologie est indispensable pour structurer
l'élaboration puis l'utilisation des références
techniques :

* elle permet de sélectionner les types de sols où expérimenter de nouvelles pratiques (in situ ou par simulation), selon leur fréquence et leur sensibilité.

* à l'échelle de l'exploitation, le conseil ou l'aide à la décision pour la mise en application de nouvelles pratiques doivent être adaptés aux propriétés des sols. Cela implique le rattachement des parcelles au référentiel de la typologie. Comme précédemment, la typologie doit être associée à une clé d'identification.

La typologie est un outil de communication « de proximité » ; il peut être largement diffusé pour harmoniser le langage entre les techniciens et les agriculteurs.

<figure><img src="image_64.png" /></figure>

### Zonage – carte des sols

Le zonage ou la carte sont nécessaires pour
tester des solutions techniques lorsque le
risque étudié dépend des caractéristiques du
sol et des pratiques sur un ensemble de
parcelles contiguës et des relations entre ces
parcelles. C'est typiquement le cas de l'érosion
pour laquelle les améliorations techniques et
les aménagements du territoire se raisonnent
en partie à l'échelle d'un bassin versant
élémentaire.

A l'échelle régionale, le zonage ou la carte des sols permettent de définir le domaine d'extrapolation des résultats obtenus sur une zone test.

Au-delà de son intérêt technique, la carte a un
intérêt pédagogique indéniable comme outil de
communication pour expliquer et présenter les
résultats du diagnostic et diffuser les
préconisations.

<figure><img src="image_65.png" /></figure>

EROSION HYDRIQUE DES SOLS EN LANGUEDOC-ROUSSILLON (© MEEDDAT- V. ANTONI)
<table><thead><tr><th>Actions à mener</th><th>Question générale</th><th>Questions relatives au sol</th><th>Nature des informations sol nécessaires</th><th>Unité spatiale d'analyse</th><th>Outils sols nécessaires</th></tr></thead><tbody><tr><td>Diagnostic régional<br>Choix d'une zone d'action</td><td>Où sont les zones à risque ?<br>= zonage de la diversité régionale des situations (bassins versants ou petites régions naturelles) par rapport au problème environnemental étudié<br>Hiérarchisation des risques</td><td>Où sont les zones sensibles ?<br>= zonage de la sensibilité du milieu</td><td>Connaissance spatialisée des variables-sol indicatrices de la sensibilité du milieu<br>Ex : réservoir utilisable maximal (RUM), indice de battance</td><td>Unité Cartographique de Sol (UCS)<br>ou<br>Bassin versant (BV)</td><td>Zonage régional (type Référentiel Régional Pédologique - RRP)<br>à 1/250 000</td></tr><tr><td>Diagnostic sur un bassin versant<br>(*) SdC = Système de Culture</td><td>1. Identifier la diversité des combinaisons « milieu x SdC* » par rapport au problème environnemental<br>= zonage et hiérarchisation des risques<br>2. Identifier les pratiques agricoles en cause dans les situations à risque<br>3. Identifier les déterminants de ces pratiques et les marges de manœuvre dans les exploitations</td><td>A. Quels sont les milieux sensibles ?<br>Quels SdC* y pratique-t-on ?<br>Quelle surface les combinaisons « à risque » représentent-elles dans le BV ?<br>B. Pour enquêter sur les SdC* et les pratiques, où choisir les exploitations pour représenter tous les milieux ?<br>Comment relier pratiques et milieu ?</td><td>A. Typologie des sols, renseignée par type sur :<br>- les variables explicatives de la sensibilité du milieu,<br>- les aptitudes culturales,<br>- les % probables dans le BV.<br>B. Lois de répartition des principaux types de sol dans le BV<br>et clé d'identification des types</td><td>Unité Typologique de Sol (UTS)<br>Connaissance des pratiques parcellaires selon les milieux<br>UCS<br>Choix des exploitations à enquêter</td><td>Typologie locale si le problème étudié ne dépend pas des relations entre parcelles (ex : nitrates)<br>Carte grande échelle et typologie si le problème étudié dépend des relations entre parcelles (ex : érosion)<br>Zonage régional (type RRP) à 1/250 000</td></tr><tr><td>Elaboration de références et de solutions techniques pour l'action et le conseil<br>et de cahiers des charges en vue de contrats</td><td>Quelles sont les situations à améliorer en priorité ? (affiner la hiérarchie des risques)<br>Quelles modifications des pratiques, quelles règles de décision promouvoir pour limiter les risques notamment dans les zones sensibles ?<br>Quelles incidences de ces nouvelles pratiques sur :<br>- la qualité de l'eau ?<br>- le rendement, le revenu ?<br>Quel rapport coût / bénéfice ?<br>Quels risques font courir ces pratiques sur le revenu ?</td><td>Choix de parcelles ou choix de Bassins Versants Elémentaires (BVE) représentatifs des différents milieux pour évaluer les risques ou pour tester des solutions techniques<br>- par simulateur (modélisation),<br>- par mesures in situ<br>En quoi les différents sols peuvent-ils jouer sur :<br>- le choix,<br>- la mise en œuvre de ces pratiques,<br>- leurs incidences économiques techniques, environnementales ?</td><td>Typologie des sols, renseignée par type sur :<br>- les variables explicatives de la sensibilité du milieu,<br>- les aptitudes culturales,<br>- les % probables dans le BV.<br>Lois de répartition des principaux types de sol dans le BV<br>et clé d'identification des types</td><td>UTS (niveau parcellaire)</td><td>Typologie locale si le problème étudié ne dépend pas des relations entre parcelles et en cas de recours à la simulation ou<br>Carte grande échelle et typologie si le problème étudié dépend des relations entre parcelles et/ou s'il est prévu des mesures in situ</td></tr><tr><td>Diffusion de ces références et solutions techniques</td><td>Chez un agriculteur, comment rattacher une situation (parcelle, BVE), à un référentiel pour :<br>- évaluer un niveau de risque,<br>- et/ou préconiser une solution technique</td><td>A quel type de sol se rattache cette parcelle ?</td><td>Typologie des sols, renseignée par type sur :<br>- variables explicatives de la sensibilité du milieu,<br>- référentiel technique<br>et clé d'identification des types</td><td>UTS (niveau parcellaire)</td><td>Typologie locale et clé d'identification</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_66.png" /></figure>

Que retenir ?

Cette analyse des relations entre les actions à mener et les outils montre que les besoins en données
sur les sols dépendent de la question posée et de la thématique environnementale.

La spatialisation des données n'est pas toujours nécessaire : une typologie locale peut parfois être suffisante. Le niveau de résolution requis pour les cartes ou zonages est plus ou moins élevé selon le niveau où se fait le diagnostic. Néanmoins, il doit le plus souvent être compatible avec une approche parcellaire.

Les besoins en données relatives aux sols se situent finalement à deux niveaux :

* des outils de base : typologie et zonage ou carte des sols,

* des références par type de sol sur

<figure><img src="image_67.png" /></figure>

les variables explicatives de la sensibilité du milieu à l'impact environnemental étudié,

<figure><img src="image_68.png" /></figure>

ses aptitudes culturales et les effets des pratiques actuelles ou à préconiser sur les risques
environnementaux, agronomiques, économiques.

Les chapitres suivants seront structurés en fonction de ces deux niveaux.

<figure><img src="image_69.png" /></figure>

Pour en savoir plus...

- Calvet R. (2003) – *Le Sol : Propriétés et fonctions. Tome 2 : Phénomènes physiques et chimiques, Applications agronomiques et environnementales*. Éditions France Agricole, 511 p.

- CORPEN : Comité d'ORorientation pour des Pratiques agricoles respectueuses de l'Environnement http://www.ecologie.gouv.fr/-CORPEN-.html

- Duchaufour P. (1997) – Abrégé de pédologie : Sol, végétation, environnement. Éditions Masson, Paris, 291 p.

- Girard M.C., Walter C., Rémy J.C., Berthelin J. et Morel J.L. Coord. (2005) - *Sols et Environnement*. Éditions Dunod, Paris, 816 p.

- Papy F. (2001) – Interdépendance des systèmes de cultures dans l’exploitation agricole. In : Malézieux E., Trébuil G., Jaeger M. (Eds). *Modélisation des agro-écosystèmes et aide à la décision*. Éditions CIRAD-INRA, collection Repères, p. 51-74.

- Scheurer O. (2005) – La prise en compte de la diversité des sols dans le cadre de la gestion environnementale de l’exploitation agricole. In : Girard M.C., Walter Ch., Rémy J.C., Berthelin J. et Morel J.L. (Coord). *Sols et Environnement*. Éditions Dunod, Paris, p. 715-735.

- Thiollet-Scholtus M. (2004) – *Construction d'un indicateur de qualité des eaux de surface vis-à-vis des produits phytosanitaires à l'échelle du bassin versant viticole*. Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Lorraine, 206 p.
Chapitre 2

La connaissance des sols sur un
territoire, comment l'acquérir ?

<figure><img src="image_70.png" /></figure>
<figure><img src="image_71.png" /></figure>
# Chapitre 2. La connaissance des sols sur un territoire, comment l'acquérir ?

Le but de ce chapitre est de définir comment acquérir une meilleure connaissance des sols sur un territoire de quelques dizaines à quelques centaines de km² pour lequel un enjeu sur la qualité de la ressource en eau a été identifié.

Le degré de précision de connaissance des sols sera fonction de l'étendue de la zone d'étude mais également de la problématique associée. Dans certains cas, la relation entre parcelles au sein du bassin versant est déterminante pour le risque, une spatialisation de l'information pédologique de type carte, ou zonage est nécessaire ; dans d'autres cas, au contraire, cette composante spatiale ne l'est pas et une typologie (connaissance ponctuelle) est suffisante. Le niveau de connaissance dépendra aussi des moyens disponibles, en particulier financiers.

## 2.1. Typologie des sols

### Définition et objectifs d'une typologie des sols

Une typologie de sols est un inventaire ou répertoire des types de sols présents sur une portion d'espace donnée : bassin versant ou bassin d'alimentation en eau. Les types de sol sont définis en relation avec les autres composantes de l'environnement, c'est-à-dire le relief, la lithologie, l'occupation du sol. Les informations ne sont pas spatialisées.

<figure><img src="image_72.png" /></figure>

La typologie des sols comme outil de connaissance des sols et d'acquisition de références

Une typologie des sols doit permettre de :

* faciliter l'analyse d'une réalité complexe. La démarche consiste donc à dresser un catalogue des types de sols (Unités Typologiques de Sols - UTS), et de procéder à des regroupements en fonction d'une problématique, dans notre cas la protection de la ressource en eau ;

* guider l'échantillonnage et la collecte de références sur les sols ou sur leur interaction avec les principales pratiques agricoles du territoire. Ainsi, la localisation des sites d'observation et de prélèvement visera à représenter les principaux types de sols de la typologie ;

* faciliter l'extrapolation des références acquises localement en les rattachant aux

types de sols identifiés. Pour chaque type de sol, les références portent sur les mécanismes de transfert des éléments dans le sol et sur des recommandations concrètes de pratiques agricoles et d'aménagements préservant la ressource en eau.

<figure><img src="image_73.png" /></figure>

La typologie des sols au service des acteurs

Une typologie doit être partagée par l'ensemble des acteurs (agriculteurs, scientifiques, conseillers, etc.) et constituer un outil de dialogue entre spécialistes pédologues et non-spécialistes. Deux niveaux de lecture sont donc nécessaires :

* une typologie « de base » comportant la totalité des types de sols identifiés et les informations associées ;

* une typologie simplifiée avec un vocabulaire accessible et un nombre de types limité ; les types « simplifiés » regroupent un ou plusieurs types de sols de « base » au comportement similaire au regard de la problématique.

Une typologie s'accompagne nécessairement d'une clé de détermination permettant à chacun de rattacher un sol observé à un type de sol référencé.
## Typologie régionale ou typologie locale ?

Deux catégories de typologies sont couramment distinguées :

* des typologies régionales, en général issues d'inventaires cartographiques à moyenne ou petite échelle (1/25 000 à 1/250 000). Elles sont souvent obtenues dans le cadre du programme national « Inventaire, Gestion et Conservation des sols » (IGCS) à partir des Référentiels Régionaux Pédologiques (RRP);

* des typologies locales s'appuyant sur des études à grande et moyenne échelle (1/10 000 à 1/25 000), fréquemment réalisées à partir de la méthode des Secteurs de Référence (SR).

La pertinence de ces deux typologies dépend de la superficie du territoire d'étude.

## LA PERTINENCE DE L'UTILISATION D'UNE TYPOLOGIE REGIONALE OU LOCALE DEPEND DE LA SUPERFICIE DU TERRITOIRE.

<table><thead><tr><th rowspan="2">Typologies disponibles</th><th colspan="2">Bassin versant / bassin d'alimentation en eau</th></tr><tr><th>Petit<br>(quelques km²)</th><th>Grand<br>(quelques centaines de km²)</th></tr></thead><tbody><tr><th>Typologie locale (SR)</th><td>adaptée</td><td>en général insuffisante, sauf si territoire homogène (SR représentatif)</td></tr><tr><th>Typologie régionale (RRP)</th><td>en général insuffisante</td><td>adaptée</td></tr></tbody></table>

## Utilisation d'une typologie régionale existante

Il existe de nombreuses typologies régionales à différentes échelles. Réalisés dans le cadre du programme IGCS, les RRP à 1/250 000 représentent actuellement la couverture pédologique de la France la plus complète, mais la totalité du territoire n'est pas encore couverte. Ce paragraphe illustre la valorisation et l'utilisation d'un RRP dans le cadre d'une problématique sur l'eau.

<figure><img src="image_74.png" /></figure>

### Utilisation d'un Référentiel Régional Pédologique

Un Référentiel Régional Pédologique se décompose en **pédopaysages** ou **Unités Cartographiques de Sols** (UCS) qui sont représentées cartographiquement. Ces UCS contiennent différents types de sols appelés « Unités Typologiques de Sols » (UTS).

L'ensemble des UTS constitue la typologie de « base ». Les clés de détermination devront être établies à partir de ces Unités Typologiques de Sols.

Les UTS ne sont pas spatialisées dans le RRP. Néanmoins des éléments descriptifs comme la nature du milieu, la géologie, la géomorphologie permettent de définir des grandes lois de distribution de ces sols au sein des pédopaysages. Les UTS sont également définies par leur pourcentage d'extension au sein des UCS.

Les caractéristiques de chaque UTS sont accessibles dans une base de données : propriétés physico-chimiques, critères facilement identifiables sur le terrain (pierrosité, réaction HCl, couleur).
Les UTS sont définies par la succession d'une ou plusieurs strates, et par leur organisation. Une strate représente la variation dans l'espace d'un horizon, ou d'une couche issue du regroupement de plusieurs horizons. La variabilité des propriétés physico-chimiques est exprimée dans chaque strate par des valeurs minimale, maximale et modale pour les données quantitatives et par des valeurs de mode principal, secondaire et mineur pour les données qualitatives.

Dans le cadre d'une problématique sur la qualité des eaux, les variables caractérisant le comportement des sols peuvent être estimées

par l'emploi de [fonctions](#) ou de [règles de pédotransfert](#) à partir des données disponibles dans la base.

<figure><img src="image_75.png" /></figure>

## Utilisation d'une autre typologie régionale

Lorsqu'il n'existe pas de Référentiel Régional Pédologique issu du programme IGCS, les unités typologiques de sols (types de sols) peuvent être définies à partir de cartes existantes à différentes échelles (souvent plus anciennes).

<figure><img src="image_76.png" /></figure>

UN REFERENTIEL REGIONAL PEDOLOGIQUE (RRP) EST STRUCTURE EN UNITES CARTOGRAPHIQUES DE SOL (UCS) QUI CONTIENNENT UNE OU PLUSIEURS UNITES TYPOLOGIQUES DE SOL (UTS). LES UTS SONT ELLES-MEMES DECLINEES EN STRATES DONT LA VARIABILITE DES CARACTERISTIQUES PEDOLOGIQUES EST CONNUE.
<figure><img src="image_77.png" /></figure>

## Sources d'informations pédologiques disponibles ou à mobiliser

Les sources de données pédologiques sur un territoire donné peuvent être très hétérogènes, de par leur diversité et leur échelle. On distingue, d'une part, les cartes pédologiques et études thématiques et, d'autre part, les bases de données pédologiques couplées à une représentation spatiale. La gamme d'échelles de ces informations pédologiques peut être très variable sur un territoire, allant de 1/5 000 à 1/1 000 000. Actuellement, la France ne possède pas encore une couverture complète et homogène des sols sur l'ensemble de son territoire, à l'exclusion de la Base de Données Géographique des Sols de France qui est compatible avec une restitution cartographique à l'échelle du 1/1 000 00.

* Cartes pédologiques et études thématiques

► **A grandes échelles** (1/5 000 – 1/25 000) : il est difficile de se procurer ce type d'études car elles sont généralement réalisées par des bureaux d'étude, spécifiques d'une problématique donnée et ne se veulent donc pas exhaustives. En France, on estime que seuls 10 % du territoire sont représentés par une échelle plus détaillée que le 1/10 000.

Au sein du programme Inventaire, Gestion et Conservation des Sols (IGCS), on trouve, à l'échelle locale, des études pédologiques plus détaillées nommées « secteur de référence ». Elles sont réalisées pour traiter avec une précision supérieure des questions agricoles ou environnementales. L'échelle de ces secteurs varie de 1/5 000 à 1/25 000. Par ailleurs, une centaine de petites régions naturelles ont fait l'objet dans le passé de secteurs de référence pour le drainage.

► **A moyenne et petite échelles** (1/50 000 - 1/250 000) : ces études sont généralement réalisées par les établissements d'enseignement supérieur, l'INRA et les Chambres d'Agriculture. Elles ne couvrent qu'une faible partie du territoire français. On estime à 15 % la surface du territoire national cartographiée à 1/100 000.

Une des missions du Gis Sol est de répertorier les études existantes (REFERSOLS, disponible prochainement), de les stocker, de les numériser et de les harmoniser au sein de la Base de données nationale DONESOL.

* Bases de données pédologiques

Les programmes nationaux d'inventaire visent à constituer des bases de données géographiques sur les sols. Ils comprennent la Base de Données Géographique des Sols de France, compatible avec une représentation à 1/1 000 000, et le programme IGCS. Ce dernier comporte plusieurs échelles emboîtées :

► **Les Référentiels Régionaux Pédologiques (RRP).** Ce sont des bases de données géographiques régionales, mises en œuvre et gérées par les partenaires régionaux ou l'INRA. Elles sont structurées pour permettre une manipulation aisée des informations par des logiciels d'analyses cartographiques et leur intégration dans des domaines variés. La précision de ces référentiels correspond au minimum à celle d'une représentation cartographique à 1/250 000.

► **La Connaissance Pédologique de France (CPF).** Ce programme, lancé dans les années 1970, a fait l'objet de publication d'une trentaine de coupures à l'échelle de 1/100 000 accompagnées de notices explicatives détaillées. Depuis 2000, l'Unité Infosol a entrepris l'informatisation sous format Donesol de ces données acquises antérieurement.

► **Les Secteurs de Référence (SR).** Les cartes papiers ainsi que les bases de données peuvent être complétées par des données ponctuelles (type profils, sondages, minutes de terrain) déjà réalisées. Ce type d'informations peut se trouver dans les écoles supérieures d'Agronomie, les organismes de recherche (type INRA), les chambres d'agriculture, les instituts forestiers, les bureaux d'études, etc. Dans certaines régions, ces données sont incluses dans les Référentiels Régionaux Pédologiques.

Ces sources d'information sur les sols peuvent être complétées par les dires d'experts pédologues locaux et par les dires d'agriculteurs assistés par le chargé d'étude. Les données issues des programmes de suivi temporel des sols français, tels que ceux de la Base de Données Analyse des Terres ou du Réseau National de Mesures de la Qualité des Sols peuvent également être utilisées.
# Réalisation d'une typologie locale (ou régionale)

La réalisation d'une typologie locale est décrite en détail dans le Cahier des Clauses Techniques Générales (CCTG) pour la réalisation d'une étude pédologique en vue d'établir un référentiel sol local. Elle doit être faite par un expert compétent en cartographie pédologique. Nous rappelons ci-après les grandes lignes de la méthodologie préconisée.

<figure><img src="image_78.png" /></figure>

## Recueil des informations nécessaires

Tous les documents disponibles permettant de caractériser le territoire d'étude seront analysés : cartes pédologiques à petite échelle, MNT (Modèle Numérique de Terrain), cartes topographiques (IGN), cartes géologiques (BRGM), images satellitales, monographies régionales, etc.

<figure><img src="image_79.png" /></figure>

## Définition des unités typologiques

Deux cas peuvent se présenter :

* Une carte pédologique suffisamment détaillée et documentée existe déjà ; les unités de cette carte pourront servir de base de définition des unités typologiques.

Quelques transects de contrôle seront effectués sur le périmètre pour actualiser les données et collecter les informations manquantes pour élaborer les clés de détermination.

* Il n'existe pas de cartographie ou d'étude pédologique ; après reconnaissance préalable de l'ensemble de la zone, l'étude sera conduite selon la méthode des Secteurs de Référence détaillée dans le CCTG pour la réalisation de l'étude pédologique d'un secteur de référence (IGCS, 1992) ou plus simplement par la réalisation de transects ou d'un maillage systématique du territoire.

<figure><img src="image_80.png" /></figure>

## Caractérisation des unités typologiques

La description, les analyses physico-chimiques d'échantillons de profils représentatifs seront faites à partir de fosses pédologiques suffisamment profondes pour atteindre le matériau parental. Ceci est indispensable pour raisonner la distribution des sols dans le paysage. Dans le cas de milieux variables, plusieurs fosses par unité typologique sont recommandées.

# Comment obtenir des typologies opérationnelles ?

## Simplification de la typologie

Lorsque le problème traité le permet, il faut établir une typologie de sols plus simple à manipuler par un prescripteur local non pédologue. Cette typologie pourra être simplifiée par des regroupements de types de sol (UTS) ayant des comportements et des recommandations techniques identiques. Par

ailleurs la désignation des regroupements ainsi créés se fera en empruntant un vocabulaire familier aux intervenants locaux tout en restant suffisamment précis pour éviter les ambiguïtés entre ces unités. Le nombre de « types » ainsi créés ne dépasse, en règle générale, pas 20.

## Clé de détermination

La typologie locale est accompagnée d'une clé de détermination établie par le chargé d'étude pédologique. Cette clé devra être présentée

sous une forme permettant une compréhension aisée. Le concepteur sélectionnera de préférence les critères
soulevant le moins d'ambiguïté et les plus faciles à observer, en particulier pour les agriculteurs.

Les critères et la clé de détermination doivent donc être établis et validés sur le terrain avec la participation des acteurs locaux (agriculteurs, prescripteurs, etc.).

<figure><img src="image_81.png" /></figure>

<table><thead><tr><td>Unités paysagères</td><td>Description</td><td>Sols identifiés</td><td>Exemples</td><td>Type de sol</td></tr></thead><tbody><tr><td>butte</td><td>relief à sommet plat</td><td>sol sur grès, sol argileux, groie</td><td>butte de Noizé, bois de Oiron, butte de St Jouin de Marnes</td><td>1; 2; 6; 7</td></tr><tr><td>bas de butte</td><td>zone d'accumulation de sol</td><td>sol sableux</td><td>pointe d'Orbé, ancien abattoir, la carte</td><td>9; 10</td></tr><tr><td>plateau</td><td>surface plane à légèrement ondulée</td><td>groie, argile à silex, bournais</td><td>plaine de Oiron, d'Irais</td><td>3; 4; 5; 8</td></tr><tr><td>versant</td><td>surface inclinée dominant une vallée</td><td>groie, argile à silex</td><td>Noizé, Vignole, les Grands Champs, Vallée Rouget, Les Monts</td><td>1; 2; 3; 4; 5; 6; 9; 10</td></tr><tr><td>terrasses, bords de vallée</td><td>bordure de vallée et de cours d'eau (Dive, Thouet)</td><td>Sol à galets sur terrasses, sol d'alluvions, sol tourbeux</td><td>Zones forage de Ligaine, Pas de Jeu, les Lutineaux</td><td>11; 12; 13; 14</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_82.png" /><figcaption>EXEMPLE DE CLE DE DETERMINATION DES TYPES DE SOLS AU NORD DES DEUX-SEVRES (MINETTE ET CAM, 2007)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_83.png" /><figcaption>EXEMPLE DE CLE DE DETERMINATION DES TYPES DE SOLS EN SEINE-ET-MARNE (CHAMBRE D'AGRICULTURE DE SEINE-ET-MARNE, 2005).</figcaption></figure>
## 2.2. Zonage et cartographie des sols

Si l'on veut pouvoir modéliser des processus, établir des bilans, à l'échelle du bassin versant, il est indispensable de connaître la répartition et l'extension des différents types de sols dans l'espace ; on passe alors d'une information ponctuelle (typologie de sols) à une information surfacique (carte des unités de sols).

Selon la problématique, la taille du territoire étudié et les moyens disponibles, différentes approches sont possibles : zonage, esquisse ou carte.

### Zonage aux dires d'agriculteurs et d'experts sur la base d'une typologie locale

Une rencontre avec des agriculteurs de la zone concernée peut, dans certains cas, permettre le zonage de types de sols définis à partir d'une typologie locale. Pour ce faire une personne maîtrisant la typologie (techniciens de chambres, agronomes, pédologues, etc.) devra accompagner les agriculteurs dans la collecte de l'information.

Cet accompagnement devra permettre aux agriculteurs d'identifier leurs différents types de sols et de les localiser sur des supports cartographiques.

<figure><img src="image_84.png" /></figure>

#### Étapes de réalisation d'un zonage

Les différentes étapes de réalisation d'un zonage sont les suivantes :

* présentation de la typologie, accompagnée, si possible, de visites de fosses pédologiques ;

* réunions locales et localisation des types de sols sur la carte ;

* des sondages de vérification à la tarière pourront également être réalisés sur des secteurs difficiles à caractériser.

Au-delà de la connaissance qu'il apporte, ce zonage constitue un outil d'animation et de discussion très efficace.

Les agriculteurs sont plus à même d'apporter l'information pour un zonage parcellaire alors que des conseillers peuvent contribuer à la réalisation de zonages sur des territoires plus vastes.

### L'esquisse pédologique

Elle peut parfois suffire si on a élaboré une typologie des sols. Elle consiste alors à spatialiser les unités de sol sur la base des informations disponibles sur le territoire considéré (RRP, carte géologique, fond topographique, photographie aérienne, image satellitale, MNT). Un Système d'Information Géographique peut être utile pour cette opération. La réalisation de l'esquisse ne

nécessite pas de sondages systématiques. Cependant, dans les milieux les plus complexes, quelques transects de contrôle (sondages à la tarière) devront être réalisés pour vérifier la pertinence de l'esquisse produite.

Bien que moins précise que la carte, l'esquisse présente l'avantage d'être peu coûteuse.
## Principes généraux

La carte des sols doit permettre de tracer les contours des unités de sols. Sa réalisation doit être confiée à un pédologue.

Selon le contexte géomorphologique, la complexité régionale, l'état des connaissances antérieures et les moyens disponibles, différentes alternatives sont possibles :

* la zone d'étude est de superficie limitée, et/ou complexe, et/ou non connue ; une cartographie exhaustive de l'ensemble de la zone sera effectuée selon la norme en cours (NF X 31-560) ou, plus

spécifiquement pour les Référentiels Régionaux Pédologiques, selon le Cahier des Clauses Techniques Générales (CCTG) du Référentiel Régional Pédologique ;

* la zone d'étude est vaste mais assez simple (géologie, géomorphologie, etc.) ou déjà reconnue au préalable ; un ou plusieurs secteurs de référence, choisis pour leur représentativité, seront cartographiés de façon très détaillée puis les données acquises extrapolées à l'ensemble du secteur de l'étude.

## Étapes de réalisation

Quelle que soit l'échelle de cartographie, la réalisation d'une carte de sols comporte les étapes suivantes :

* compilation des données préexistantes permettant l'esquisse d'une « pré-carte ». Différentes approches peuvent être utilisées pour établir un plan d'échantillonnage ;

* phase de terrain avec sondages à la tarière et fosses ;

* synthèse et carte définitive. Les travaux de synthèse doivent aboutir à la délimitation sur le fond topographique d'Unités

Cartographiques de Sols (UCS) constituées d'une ou plusieurs Unités typologiques de Sols (UTS), elles-mêmes subdivisées verticalement en une ou plusieurs strates.

* constitution d'une base de données normalisée afin d'assurer la conservation des données, leur stockage et leur utilisation ultérieure. Le modèle de base de données sol à utiliser est décrit dans la norme NF X 31-560. Le standard national « DONESOL » est compatible avec ce modèle. Le dictionnaire de données et l' interface de saisie sont accessibles librement.

## Précision de la carte

<figure><img src="image_85.png" /></figure>

### Niveau de résolution et d'analyse

Le type d'action à mener, la résolution recherchée ainsi que la taille du territoire concerné conditionnent la densité d'échantillonnage.

Les levés cartographiques devront ainsi être réalisés suivant un « niveau de résolution et d'analyse » défini par les valeurs moyennes situées dans l'encadré « Précision d'une carte des sols ».

Il est recommandé d'effectuer ces levés à une échelle supérieure à celle de restitution de la carte (par exemple 1/10 000 pour une carte à 1/25 000).
<figure><img src="image_86.png" /></figure>

ETAPES DE REALISATION D'UNE CARTE DES SOLS : PHASE DE TERRAIN AVEC REALISATION DE FOSSES OU PROFILS ET DEFINITION DES HORIZONS DE SOL ; PHASE DE SYNTHESE DES DONNEES AVEC DEFINITION DES TYPES DE SOL (UTS), DES STRATES ET DES UNITES CARTOGRAPHIQUES DE SOL (UCS) (© INRA ORLEANS)

## Éclairage

<figure><img src="image_87.png" /></figure>

### Principales démarches en cartographie des sols

On distingue couramment trois grandes démarches en cartographie des sols :

* L'approche raisonnée (dite «classique») : les facteurs paysagiques (géologie, géomorphologie, orientation des pentes, végétation...) sont dans un premier temps différenciés par le pédologue qui, en fonction de leur combinaison, établit un plan d'échantillonnage des sites d'observation. Les lois de distribution des sols sont établies sur la base d'un raisonnement logique et la localisation des observations laissée à l'appréciation de l'expert cartographe en fonction du milieu naturel. Cette approche est utilisée à toutes les échelles de cartographie. Le type d'action à mener ainsi que la taille du territoire concerné vont déterminer l'échelle de travail qui conditionnera le degré de résolution et d'analyse nécessaire (par exemple pour du 1/10 000, il faut une observation pour 2 à 3 ha).

* L'approche systématique par maillage : les sites d'observation sont très nombreux et choisis au départ selon un procédé d'échantillonnage systématique (grille de maille définie).

* L'approche numérique : la méthode consiste à observer le sol ponctuellement et mettre en œuvre des moyens mathématiques pour interpoler et généraliser à toute la surface. Cette approche fait appel aux traitements statistiques, géostatistiques et aux Systèmes d'Information Géographique. Elle intervient en amont de la cartographie ou en aval d'une typologie des sols. En amont elle concerne essentiellement l'établissement d'un plan d'échantillonnage adéquat à l'objectif cartographique mais peut servir également à la localisation de secteurs de référence. En aval, ces méthodes statistiques sont généralement utilisées pour prédire la variabilité spatiale de paramètres ponctuels pour des secteurs non connus. Cette méthode, qui peut paraître très alléchante, n'est pas encore utilisée en routine. Elle doit s'appuyer sur de solides connaissances de terrain et bénéficier d'un appui scientifique au risque de produire des cartes et des esquisses sans grand rapport avec la réalité du terrain.
<figure><img src="image_88.png" /></figure>

## Contours des UCS

Les UCS représentées sur la carte sont constituées chacune d'un ou plusieurs polygones ou plages cartographiques. La taille de ces plages cartographiques (superficie, forme) et donc des UCS doit être compatible avec l'échelle de représentation.

Il est généralement estimé que la plus petite surface représentable et repérable sur une carte doit permettre de mettre en évidence des plages cartographiques ayant une surface de ¼ de cm² (carré de 5 mm de côté et/ou un cercle de 2,8 mm de rayon). Si les contours de la zone cartographiée sont pratiquement parallèles, ils doivent être au moins distants de 2 mm. Ainsi, à l'échelle de 1/250 000, la plus petite plage de forme carrée pouvant être cartographiée est de 150 ha (1250 m x 1250 m) ; à l'échelle de 1/10 000, la plus petite plage cartographiable est de 0,25 ha (50 m x 50 m).

La précision des limites d'unités est variable et fonction de l'échelle ; elle est jugée correcte si l'erreur mesurée sur la carte ne dépasse pas 4 mm dans 10 % des cas (Legros, 1996).

<figure><img src="image_89.png" /></figure>

## Contenu des UCS

En règle générale, la densité des observations doit être suffisante pour atteindre un niveau de fiabilité des données supérieur à 90 % par UCS.

Les UCS définies sont soit des UCS simples, composées d'une seule Unité Typologique de Sols (UTS), soit des UCS complexes composées de plusieurs UTS. La pureté des UCS est fonction de l'échelle d'étude et/ou de représentation :

* à moyenne et petite échelles (1/50 000 à 1/250 000), les unités cartographiques sont complexes (hétérogènes), constituées de une ou plusieurs UTS dont les contours individuels ne peuvent être représentés à l'échelle considérée ; par contre, leur mode d'organisation spatiale (chaîne, séquence, juxtaposition de sols, etc.) ainsi que leur pourcentage relatif de surface au sein de l'UCS peuvent être définis ;

* à grande échelle (1/10 000 à 1/25 000), les unités cartographiques sont généralement simples (composées d'une seule UTS). La variabilité des données sol est faible au sein des unités.

<figure><img src="image_90.png" /></figure>

AUX MOYENNES ET PETITES ECHELLES, LES UNITES CARTOGRAPHIQUES DE SOLS (UCS OU UC) SONT COMPLEXES. TROIS UC ONT AINSI ET E DEFINIES SUR CET EXEMPLE A PARTIR DES FACTEURS PAYSAGIQUES ET DES LOIS DE DISTRIBUTION DES SOLS. L'UC1 EST REPRESENTEE PAR DEUX PLAGES CARTOGRAPHIQUES. IL S'AGIT D'UNE UNITE COMPLEXE, CONSTITUEE DE TROIS UNITES TYPOLOGIQUES DE SOLS (UTS) (© CNERTA-ENESAD DIJON).
<figure><img src="image_91.png" /></figure>

NIVEAUX DE RESOLUTION ET D'ANALYSE D'UNE CARTE DES SOLS

<table><thead><tr><td>Echelle de restitution</td><td>Densité moyenne de sondages / ha</td><td>Nombre de sondages / jour</td><td>Densité moyenne de profils / ha</td><td>Surface couverte/ jour en ha</td></tr></thead><tbody><tr><td>1/250 000</td><td>1 sondage pour 200 à 600 ha</td><td>&lt; 10</td><td>1 profil pour 2000 à 6000 ha</td><td>≥ 4000</td></tr><tr><td>1/100 000</td><td>1 sondage pour 30 à 60 ha</td><td>10</td><td>1 profil pour 500 à 1000 ha</td><td>≥ 450</td></tr><tr><td>1/50 000</td><td>1 sondage pour 10 à 30 ha</td><td>15</td><td>1 profil pour 200 à 300 ha</td><td>≥ 300</td></tr><tr><td>1/25 000</td><td>1 sondage pour 5 à 10 ha</td><td>15 à 20</td><td>1 profil pour 50 à 100 ha</td><td>100 à 200</td></tr><tr><td>1/10 000</td><td>1 sondage pour 2 à 3 ha</td><td>18 à 22</td><td>1 profil pour 10 à 50 ha</td><td>40 à 60</td></tr><tr><td>1/5 000</td><td>1 sondage pour 0,5 à 1 ha</td><td>30</td><td>1 profil pour 5 à 10 ha</td><td>30</td></tr></tbody></table>

En fonction du niveau de résolution et d'analyse choisi pour la carte des sols, le pédologue doit se conformer à une densité d'échantillonnage en sondages et en profils définie par les valeurs ci-dessus. Ces références valent pour les levés en zones de plaine de complexité moyenne. Elles doivent par contre être minorées dans les zones peu complexes et majorées dans celles présentant une forte variabilité.

NIVEAUX DE PRECISION SUR LES LIMITES CARTOGRAPHIQUES – EQUIVALENCES ENTRE PRECISION SUR LA CARTE ET PRECISION SUR LE TERRAIN, SELON LES ECHELLES (LEGROS, 1996)

<table><thead><tr><td>Echelles</td><td>Précision sur la carte</td><td>Précision sur le terrain</td></tr></thead><tbody><tr><td>1/250 000</td><td rowspan="6">au maximum, erreur de 4 mm dans 10 % des cas</td><td>1 000 m</td></tr><tr><td>1/100 000</td><td>400 m</td></tr><tr><td>1/50 000</td><td>200 m</td></tr><tr><td>1/25 000</td><td>100 m</td></tr><tr><td>1/10 000</td><td>40 m</td></tr><tr><td>1/5 000</td><td>20 m</td></tr></tbody></table>
AVANTAGES ET LIMITES DES DIFFERENTS OUTILS DE CONNAISSANCE DES SOLS SUR UN TERRITOIRE

<table><thead><tr><td>Outils</td><td>Type d'information apportée</td><td>Avantages</td><td>Limites d'utilisation</td></tr></thead><tbody><tr><td>Typologies Régionales (Référentiels Régionaux Pédologique à 1/250 000)</td><td>Types de sols et caractéristiques<br>Surfaces concernées par les types de sols (si RRP)<br>Clé de détermination</td><td>Rattachement à une typologie générale, cohérence régionale<br>Permet d'orienter des études détaillées<br>Connaissance globale des types de sol</td><td>Typologie peu adaptée à de petits territoires<br>Données non spatialisées<br>Ne permet pas de prendre en compte les relations fonctionnelles entre les sols<br>Incompatible avec l'échelle parcellaire</td></tr><tr><td>Typologies locales (Secteurs de Référence)</td><td>Types de sols et caractéristiques pour un territoire limité<br>Clé de détermination</td><td>Adaptée au contexte local<br>Outil d'échantillonnage et d'extrapolation des références<br>Connaissance précise des types de sol<br>Outil de préconisations techniques à la parcelle<br>Aide à la décision<br>Outil d'animation facilement accessible<br>Reconnaissance facile par des non initiés</td><td>Données non spatialisées<br>Connaissance faible de la proportion de chaque type de sol<br>Ne permet pas de prendre en compte les relations fonctionnelles entre les sols</td></tr><tr><td>Zonages "aux dires"</td><td>Localisation des types de sols dans l'espace à partir d'une typologie locale</td><td>Rattachement des sols d'une exploitation à une typologie locale<br>Compatible avec une approche parcellaire (zonage à dires d'agriculteurs)<br>Outil d'animation et de discussion, appropriation de la typologie correspondante<br>Faible coût</td><td>Fiabilité de rattachement incertaine<br>Nécessité de compétences d'animation et d'expertise<br>Adhésion des agriculteurs indispensable</td></tr><tr><td>Esquisse cartographique</td><td>Localisation des types de sols dans l'espace à partir d'une typologie et de la connaissance des facteurs du milieu</td><td>Cohérence avec les composantes du paysage<br>Rapidité de mise en œuvre<br>Faible coût<br>Suffisante pour le choix de zones d'action</td><td>Précision faible<br>Fiabilité du rattachement incertaine<br>Incompatible avec l'approche parcellaire</td></tr><tr><td>Carte des sols</td><td>Localisation des types de sols dans l'espace sans utiliser de typologie préalable</td><td>Cohérence avec les composantes du paysage<br>Précision des limites<br>Connaissance précise des caractéristiques des sols<br>Rattachement à un standard de base de données</td><td>Opération "lourde", coûteuse</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_92.png" /></figure>

## Que retenir ?

Le tableau précédent résume les avantages et les limites des différents outils de connaissance sur les sols. Le choix d'un outil sera fonction du type de besoin, ponctuel ou spatial, fonction lui-même de la problématique traitée. Mais qu'il s'agisse de typologie, de zonage ou de cartographie, les mêmes recommandations doivent être faites :

* le recueil des données nécessite obligatoirement des connaissances en pédologie ;

* la numérisation des données recueillies est indispensable à leur conservation, leur stockage et à leur utilisation thématique ; il conviendra d'effectuer cette numérisation sous un format compatible avec celui du standard national DONESOL.

<figure><img src="image_93.png" /></figure>

## Pour en savoir plus...

### Sources d'informations pédologiques :

- DONESOL : modèle de base de données pédologiques et base de données nationale des informations spatiales pédologiques http://www.gissol.fr/outil/donesol/donesol.php

- IGCS : programme national Inventaire, Gestion et Conservation des Sols http://www.gissol.fr/programme/igcs/igcs.php

- REFERSOLS : répertoire national des études cartographiques de sol (disponible prochainement) http://www.gissol.fr/outil/outils.php

### Méthodes de typologie, zonage et cartographie des sols :

- AFNOR (septembre 2007) - NF X 31-560. Qualité des sols. Cartographie des sols appliquée à toutes les échelles. Acquisition et gestion informatique des données pédologiques en vue de leur utilisation en cartographie des sols, 15 p.

- IGCS (1992) - Cahier des clauses techniques générales pour la réalisation de l'étude pédologique d'un Secteur de Référence. In Programme IGCS, Ministère de l'Agriculture, Paris. (voir Annexe I du CCTG suivant)

- IGCS (2002) - Cahier des Clauses Techniques Générales (CCTG) pour la réalisation d'une étude pédologique en vue d'établir un référentiel sol local, 10 p.

- INRA, Unité Infosol (2005) - Référentiel Régional Pédologique. Cahier des Clauses Techniques et Générales. De la réalisation à la labellisation des bases de données sols au 1/250 000, 20 p.

- INRA, US 1106 Infosol (2007) - DONESOL version 2.0. Dictionnaire des données. Pour utilisation dans le cadre du programme « Inventaire, Gestion et Conservation des Sols » (I.G.C.S.), 355 p.

- Jamagne M. (1967) - Bases et techniques d'une cartographie des sols. Annales Agronomiques, vol. 18, n° hors-série, Éditions INRA, 142 p. et cartes.

- Legros J.P. (1996) - Cartographies des sols. De l'analyse spatiale à la gestion des territoires. Coll. Gérer l'Environnement. Presses polytechniques et universitaires romandes, 370 p.

- Walter C., King D., Lagacherie P., Robbez-Masson J.M. (2005) - L'analyse spatiale des sols : description, modélisation et représentation de la variabilité spatiale des sols. In Sols et environnement, Éditions Dunod, Paris, pp. 187-215.

### Exemples de typologie, zonage et cartographie des sols :

- Chambre d'Agriculture de Seine-et-Marne (2005) - Guide conseil n°4. Classification agronomique et comportementale des sols de Seine-et-Marne, 176 p.

- Minette S. et Cam C. (2007) - Acquisition de références sur les sols des périmètres du Thouarsais visant à l'amélioration de la qualité de l'eau. Contrat nappe du Pays Thouarsais, 56 p.
Chapitre 3

La connaissance des sols sur un territoire, comment l'utiliser pour répondre à des problématiques concrètes ?

<figure><img src="image_94.png" /></figure>
<figure><img src="image_95.png" /></figure>
# Chapitre 3. La connaissance des sols sur un territoire, comment l'utiliser pour répondre à des problématiques concrètes ?

Pour répondre aux problématiques liées à l'eau sur un territoire, tout ou partie de l'information disponible sur les sols de ce territoire sera mobilisée. Au préalable, les questions posées devront être clairement définies localement par les acteurs. Les outils disponibles et facilement mobilisables - compte tenu des compétences des « chargés d'études » - devront être identifiés. Ce chapitre illustre, à travers quelques exemples de problématiques territoriales, les données et les outils disponibles pour les « conseillers » ou « chargés d'études ».

## 3.1. La définition claire des problématiques : un passage obligé

### Quelles questions et dans quels registres ?

Avant de se lancer dans une acquisition longue et difficile de données relatives aux sols des territoires, il est impératif d'identifier et de formuler clairement et précisément les problématiques auxquelles le conseiller ou le chargé d'étude souhaitent répondre. Cela nécessite à la fois un travail d'expert et une validation du praticien.

De nombreuses problématiques techniques et environnementales sur les territoires nécessitent l'acquisition de références sur les sols. De façon très schématique, les questions posées relèvent de deux registres différents :

<figure><img src="image_96.png" /></figure>

**Le registre « compréhension et quantification des processus »**

« Je veux comprendre et quantifier les processus liés au sol à l'origine des altérations de la qualité de l'eau ; l'objectif est d'établir un diagnostic des risques en fonction de la sensibilité du milieu. »

<figure><img src="image_97.png" /></figure>

phase de sensibilisation des acteurs et de compréhension des processus

<figure><img src="image_98.png" /></figure>

**Le registre « élaboration de références pour l'action »**

« Je veux des données et des références techniques pour agir sur les pratiques agricoles en vue de réduire les risques environnementaux. »

Pour réussir, il faut :

* évaluer l'état initial et l'impact potentiel de nouvelles pratiques tant du point de vue environnemental que technique et économique, en fonction du type de sol ;

* fournir des éléments d'aide à la décision permettant d'adapter les pratiques au type de sol ;

* évaluer a posteriori l'impact réel de ces nouvelles pratiques.

<figure><img src="image_99.png" /></figure>

phase de conception, mise en œuvre et évaluation de solutions techniques
## Exemples de questions dans le registre « compréhension et quantification des processus »

* Explication et quantification de la dynamique de l'azote dans les sols (reliquats azotés à la récolte, en sortie hiver, azote disponible pour la culture suivante, etc.);

* Explication et quantification de la dynamique de l'eau dans différents types de sol : Réservoir Utilisable Maximal - RUM - (fréquemment assimilé à la Réserve Utile - RU), recharge en eau des sols, estimation de la quantité d'eau percolée (lame drainante);

* Explication et quantification des mécanismes de lixiviation de l'azote : quantification des flux dans différents types de sol (notion de « sols à risques », hiérarchisation et détermination des zones à risques);

* Evolution des matières actives et de leurs dérivés, évaluation des risques de transfert vers les aquifères en fonction du type de sol;

* Quantification et évolution de la matière organique des sols (stabilisation, entraînement);

* Statut et dynamique du phosphore (mode d'entraînement, quantité transférée);

* Compréhension des phénomènes de battance et d'érodibilité et influence sur la circulation de l'eau (ruissellement) et des matières en suspension (érosion);

* Caractérisation de l'engorgement en eau des sols et effet sur le flux et la qualité de l'eau (potentiel de dénitrification);

* Evaluation du pouvoir épurateur des sols.

<figure><img src="image_100.png" /></figure>

### Une nécessité de références sur les comportements des sols

Comprendre et quantifier les processus en cause dans l'altération de la qualité de l'eau nécessitent des références sur les comportements des sols. Celles-ci sont principalement des caractéristiques des sols, mais elles peuvent également intégrer des informations sur le milieu, les aptitudes culturales et les pratiques. Ces références constituent des variables d'entrée ou des paramètres de modèles de fonctionnement des agrosystèmes étudiés.

Exemples de références : RUM, profondeur d'enracinement maximale, minéralisation annuelle de l'azote, érodibilité de l'horizon de surface, praticabilité des parcelles, etc.

## Exemples de questions dans le registre « élaboration de références pour l'action »

* Estimation du réservoir utilisable maximal en eau des sols pour suivre la recharge des nappes d'eau souterraine, et gérer l'irrigation;

* Potentialités de production des cultures en fonction du type de sol afin de fixer des objectifs de rendements réalistes et de définir des systèmes de culture adaptés par type de sol;

* Evaluation de la minéralisation annuelle de l'azote des sols d'un territoire et de la fourniture du sol pour différentes cultures;

* Aptitudes des sols aux Techniques Culturales Sans Labour;

* Evaluation de la praticabilité des parcelles (portance) par exemple pour des semis tardifs de blé tendre d'hiver ou après des cultures intermédiaires, ou pour des applications de produits phytosanitaires;
* Gestion des apports d'effluents organiques en fonction du type de sol (opportunité, risques, faisabilité);

* Potentialité de développement des Cultures Intermédiaires Pièges A Nitrates (CIPAN) selon le type de sol et capacité à piéger les nitrates (adaptation des dates d'implantation et de destruction).

<figure><img src="image_101.png" /></figure>

Une nécessité de références sur technico-économique et l'impact

environnemental de pratiques alternatives incluant les sols

Proposer et mettre en œuvre des solutions nécessite des références sur l'impact technico-économique et environnemental de pratiques alternatives. Ces références intègrent des processus complexes liés à l'interaction « sol x climat x système de culture ».

Exemple de références : potentiel de rendement, potentialité de développement des CIPAN, flux de nitrates, quantité d'eau percolée, etc.

<figure><img src="image_102.png" /></figure>

Que retenir ?

Dans tous les cas de figure, il sera indispensable de hiérarchiser les questions sachant qu'il ne sera pas possible de répondre à toutes. Le choix des questions à traiter résulte d'un compromis entre les demandes exprimées par les agriculteurs et les techniciens et les enjeux vis-à-vis de la protection de la ressource en eau.

Ces exemples montrent que les références sur les sols interviennent à la fois pour le diagnostic des pratiques actuelles et pour la mise en œuvre et l'évaluation de nouvelles pratiques.

## 3.2. Avec quels outils et méthodes répondre à ces questions ?

<figure><img src="image_103.png" /></figure>

Plusieurs approches possibles

Plusieurs approches sont possibles, qui utilisent des outils et démarches très variés : de l'enquête, aux « dires d'expert », à l'utilisation d'un modèle de simulation ; l'essentiel étant que les références produites soient fiables, validées, reconnues et utilisées.

Cinq types d'approches sont détaillés ci-après :

* dires d'experts,

* données recueillies sur le terrain,

* « indicateurs » simples,

* fonctions ou règles de pédotransfert,

* simulation à partir de modèles plus ou moins complexes.

### Dires d'experts

<figure><img src="image_104.png" /></figure>

Principe

Les références sont obtenues par enquêtes ou entretiens auprès d'agriculteurs, techniciens ou conseillers possédant une connaissance du

contexte local, connaissance très souvent empirique et issue du terrain. Ces informations essentielles à recueillir constituent souvent une première réponse rapide aux questions posées.
Pour juger de leur fiabilité, les informations obtenues auprès des différents experts doivent être recoupées entre elles puis, si possible, comparées aux résultats obtenus par des indicateurs (analyses, simulations) ou des données expérimentales.

<figure><img src="image_105.png" /></figure>

### Avantage, inconvénient

Cette première approche nécessite l'utilisation d'une « clé d'identification et de

caractérisation » des sols, commune à tous les acteurs du territoire. En fonction des renseignements obtenus, il sera possible de définir les secteurs géographiques du bassin versant sur lesquels l'effort d'acquisition de données devra être produit car les références sont peu abondantes ou n'existent pas.

## Données recueillies sur le terrain

<figure><img src="image_106.png" /></figure>

### Principe

Il s'agit d'observations de type enquête agronomique, de résultats d'expérimentations ou de mesures réalisées sur le sol, l'eau ou les végétaux (mesures physiques, analyses physico-chimiques). En amont de la collecte d'informations, le plan d'échantillonnage est une étape clé de ce type d'approche. En effet, selon la thématique étudiée ou le contexte local, l'objectif pourra être de :

* mettre en place un plan d'échantillonnage représentatif de la diversité des situations pédologiques et/ou des systèmes de culture (caractère exhaustif);

* privilégier certains types de sols et/ou de systèmes de culture dont l'impact sur la

qualité de l'eau a été mis en évidence au préalable.

<figure><img src="image_107.png" /></figure>

### Avantage, inconvénient

Cette approche est plus précise que la consultation « d'experts » mais nécessite des observations et des expérimentations souvent longues et onéreuses (suivi d'un protocole d'expérimentation, analyses de terre, d'eau, de végétaux, etc.). En particulier, pour prendre en compte la variabilité interannuelle liée au climat, il faut faire des répétitions sur plusieurs années, ce qui augmente les coûts de façon importante.

Par ailleurs, certains mécanismes sont difficilement, voire non observables aisément sur le terrain (quantités d'eau percolée pendant une période donnée par exemple).

## Utilisation d'indicateurs « simples »

<figure><img src="image_108.png" /></figure>

### Principe

Des références de base sur les sols sont parfois nécessaires pour renseigner ces indicateurs. Cette démarche est souvent complémentaire de l'acquisition de données par enquête et permet généralement de juger d'une pratique ou/et de hiérarchiser des risques environnementaux.

<figure><img src="image_109.png" /></figure>

### Avantage, inconvénient

Les indicateurs sont souvent simples d'utilisation et fournissent un résultat qualitatif, souvent non chiffré. Cependant, il n'existe pas forcément un indicateur pour répondre à chaque question et certaines problématiques nécessitent une réponse quantitative, c'est-à-dire chiffrée.
Par exemple : « Hiérarchisation des risques de pertes d'azote par lixiviation pour différentes successions de cultures ».

→ Un indicateur « simple » (ex. MERLIN, fiche 5) pourra hiérarchiser les successions culturales. Cependant, pour obtenir des indications sur les quantités d'azote perdues, il

sera nécessaire de recourir à des outils plus complexes (ex. STICS).

Par ailleurs les indicateurs existants ont souvent été élaborés dans un contexte donné (milieu, systèmes de culture) ; il faut vérifier que leur domaine de validité est adapté au contexte local.

## Fonctions ou règles de pédotransfert

<figure><img src="image_110.png" /></figure>

### Principe

Certaines références sur les sols peuvent être établies à l'aide de fonctions ou de règles de pédotransfert : il s'agit de relations statistiques (fonctions) ou de type « système expert » (règles) permettant d'estimer des variables non mesurées à partir des caractéristiques connues de différents types de sol.

Par exemple : la sensibilité à la battance, l'érodibilité de l'horizon de surface, le RUM, la densité apparente ou les propriétés d'adsorption vis-à-vis des produits phytosanitaires peuvent être estimés à partir de la granulométrie, de la matière organique, de la profondeur, etc.

<figure><img src="image_111.png" /></figure>

### Avantage, inconvénient

Les règles de pédotransfert peuvent être simples (exemple : un horizon limono-argileux stocke 2 mm d'eau par cm de sol) ou très complexes et nécessitent parfois une connaissance pointue des paramètres du sol (porosité / infiltrabilité). Elles permettent d'accéder à des variables de sortie difficiles à mesurer *in situ*.

Cependant, leur domaine de validité est restreint et elles doivent absolument être paramétrées et validées localement.

## Approche par simulation à partir de modèles plus ou moins complexes

<figure><img src="image_112.png" /></figure>

### Principe

Un modèle est une représentation conceptuelle, donc simplifiée, des processus réels. L'informatisation des modèles permet de simuler un grand nombre de combinaisons et donc de tester des situations inaccessibles par les autres approches.

Certains modèles sont développés à des fins de recherche et d'autre à des fins opérationnelles pour étudier et limiter, par exemple, la pollution des eaux par les nitrates et les produits phytosanitaires.

<figure><img src="image_113.png" /></figure>

### Avantage, inconvénient

La démarche de simulation est assez fastidieuse et exigeante en temps ; il est indispensable de bien renseigner les variables d'entrée et les paramètres du modèle qui permettent de décrire le système agropédologique (sols, pratiques culturales, climat). Pour cela, le recours aux approches précédentes est en général nécessaire.

Cependant, l'approche par simulation apporte souvent des réponses précises et chiffrées aux principales questions qu'un animateur peut se poser sur un territoire. Elle est souvent capable de rendre compte de la variabilité interannuelle des phénomènes (analyse fréquentielle) et
permet d'accéder à des variables de sortie difficiles à mesurer *in situ*.

L'utilisation de la simulation est souvent perçue comme trop abstraite et éloignée de la réalité. Il est donc indispensable de confronter et comparer les résultats de simulations à des résultats obtenus sur le terrain, par exemple lames drainantes, teneurs en azote du sol (kg/ha), biomasse produite (t/ha), afin de montrer que la simulation peu être un outil

fiable et complémentaire des expérimentations de terrain.

La simulation génère fréquemment beaucoup de résultats qu'il est nécessaire :

* d'analyser pour définir leur exactitude, leur domaine de validité et leur pertinence ;

* de synthétiser et simplifier afin de les rendre compréhensibles et valorisables.

## 3.3. Illustrations par deux cas concrets de ces différentes approches ; intérêts et limites de ces approches

En fonction des problématiques étudiées et des moyens engagés, certaines approches sont plus pertinentes que d'autres. Deux cas concrets sont présentés ci-après.

* **Question 1** : estimation de « l'objectif de rendement » d'un blé tendre en fonction du type de sol pour calculer la quantité

d'azote à apporter et éviter la sur-fertilisation de la culture et les risques de pollution des eaux par les nitrates ;

* **Question 2** : estimation du Réservoir Utilisable Maximal (RUM) en eau des sols d'un territoire.

### Question 1 : estimation de « l'objectif de rendement » d'un blé tendre en fonction du type de sol

<figure><img src="image_114.png" /></figure>

**Définition claire de la problématique**

La question reformulée peut être : « Quel niveau de rendement une culture de blé tendre peut-elle atteindre en moyenne (ou médiane), 1 année sur 5 et 4 années sur 5 sur un type de sol donné avec un itinéraire technique habituellement pratiqué dans la région ? »

Cette référence est utile pour fixer un objectif de rendement pertinent lors du calcul de la dose d'azote à apporter ou pour choisir un itinéraire technique à bas niveau d'intrant. Elle permet d'éviter les excès d'azote à la récolte et la pollution des eaux par les nitrates.

<figure><img src="image_115.png" /></figure>

**Approches possibles, intérêts et limites**

Les démarches qu'il est possible de mettre en œuvre pour répondre à la question, ainsi que les intérêts et limites de chaque type d'approche, sont présentés dans le tableau suivant.
## DEMARCHES ENVISAGEES PAR TYPE D'APPROCHE POUR ESTIMER L'OBJECTIF DE RENDEMENT DU BLE TENDRE EN FONCTION DU TYPE DE SOLS, INTERETS ET LIMITES.

<table><thead><tr><td>Type d'approche</td><td>Démarche envisagée</td><td>Intérêts</td><td>Limites</td></tr></thead><tbody><tr><td>Dires d'experts</td><td>consultation de techniciens et agriculteurs<br/>↔ établissement, par consensus, de niveaux de rendements pour les différents types de sols</td><td>- rapide à mettre en œuvre ;<br/>- participatif, implication des conseillers et agriculteurs.</td><td>- pas toujours très fiable (souvent meilleures années citées) ;<br/>- ne permet pas de comprendre les facteurs limitants du rendement.</td></tr><tr><td>Données recueillies</td><td>recueil de données par enquêtes, ou à partir de réseaux de suivi des cultures ou d'expérimentations, sur différents types de sols<br/>↔ analyse de ces données pour définir les niveaux de rendement</td><td>- résultats corrélés aux conditions pédoclimatiques locales ;<br/>- assez rapide à mettre en œuvre (enquêtes et suivis agronomiques) ;<br/>- démonstratif.</td><td>- fiabilité variable en fonction du nombre de données et de leur origine ;<br/>- lourdeur des expérimentations ;<br/>- difficultés à synthétiser des données issues de différentes sources.</td></tr><tr><td>Indicateurs simples</td><td>à partir de courbes de rendement ou indicateurs<br/>exemple : courbe de potentialité établie en Lorraine</td><td>- utilisation relativement simple et rapide<br/>↔ réponse rapide à une question posée ;<br/>- possibilités d'estimer un niveau de risque (de ne pas atteindre le rendement).</td><td>- ne donnent pas toujours des estimations chiffrées précises ;<br/>- faible intégration de l'incertitude liée aux critères spatiaux (réseau bocager, forme des parcelles) et temporels (chroniques de pluies, des pratiques).</td></tr><tr><td>Modèles complexes</td><td>estimation de rendement à partir d'outils de simulation dans différents contextes de sol et de climat<br/>exemples : STICS, CERES, AZODYN</td><td>- accès à un grand nombre de combinaisons ;<br/>- intégration de la variabilité spatio-temporelle des critères du milieu physique et des pratiques ;<br/>- réponse « chiffrée » et précise (références).</td><td>- complexes à mettre en œuvre ;<br/>- demandent des données d'entrée précises souvent peu renseignées ;<br/>- coût élevé (temps et financement) ;<br/>- confrontation nécessaire avec des résultats d'essais pour vérifier la pertinence des résultats obtenus ;<br/>- difficultés d'analyses des résultats générés ;<br/>- problème d'acceptabilité des modèles et des résultats générés.</td></tr></tbody></table>
# Question 2 : estimation du Réservoir Utilisable Maximal (RUM) en eau des sols d'un territoire

<figure><img src="image_116.png" /></figure>

## Définition claire de la problématique

La question reformulée peut être : comment attribuer des classes ou valeurs de RUM à différents types de sols identifiés sur un territoire ?

Cette référence est utile pour évaluer les potentialités des cultures, calculer des besoins en eau pour l'irrigation, estimer les quantités d'eau infiltrées, etc.

<figure><img src="image_117.png" /></figure>

## Approches possibles, intérêts et limites

Les démarches qu'il est possible de mettre en œuvre pour répondre à la question, ainsi que les intérêts et limites de chaque type d'approche, sont présentés dans le tableau ci-après.

## DEMARCHES ENVISAGEES PAR TYPE D'APPROCHE POUR ESTIMER LE RESERVOIR UTILISABLE MAXIMAL EN EAU DES SOLS D'UN TERRITOIRE, INTERETS ET LIMITES

<table><thead><tr><td>Type d'approche</td><td>Démarche envisagée</td><td>Intérêts</td><td>Limites</td></tr></thead><tbody><tr><td>Dires d'experts</td><td>une consultation d'agriculteurs et/ou de techniciens peut permettre un classement des sols des plus au moins séchants, donnant ainsi une bonne idée de la variabilité du réservoir utile.</td><td>- simple et rapide à mettre en œuvre ;<br/>- participatif, implication des conseillers et agriculteurs.</td><td>valeurs pas toujours très fiables car subjectives</td></tr><tr><td>Données recueillies</td><td>à partir de données mesurées pour les différents horizons des profils représentatifs, telles que l'humidité à la capacité au champ, l'humidité au point de flétrissement permanent et la densité apparente, il est possible de calculer le RUM sur l'ensemble du profil.</td><td>valeurs issues de mesures qui restent difficiles à contester</td><td>- mesures longues et coûteuses ;<br/>- valeurs attachées à un point particulier.</td></tr><tr><td>Indicateurs simples</td><td>une bonne estimation du RUM est possible à partir des niveaux de rendement obtenus en année sèche.</td><td>- simple et rapide à mettre en œuvre<br/>- participatif, implication des conseillers et agriculteurs<br/>- basé sur un critère objectif.</td><td>d'autres facteurs que le RUM peuvent expliquer les niveaux de rendement.</td></tr><tr><td>Règles de pédotransfert</td><td>à partir de règles de pédotransfert s'appuyant sur des données sol (texture, épaisseur, charge en cailloux, nature des cailloux, etc.), il est possible de calculer une valeur de RUM par horizon puis sur l'ensemble du profil.</td><td>- calcul simple à réaliser ;<br/>- valeurs peu contestables ;<br/>- bonne appropriation de ces données.</td><td>- besoin de données exhaustives sur les sols ;<br/>- nécessité de disposer d'une règle de pédotransfert validée localement.</td></tr></tbody></table>
## 3.4. Quelques exemples de questions et d'utilisation des données « sols »

Les quelques exemples suivants ont pour objectif de présenter différentes utilisations de données « sols » pour acquérir des références ponctuelles ou à l'échelle d'un territoire et répondre ainsi à des problématiques concrètes.

<figure><img src="image_118.png" /></figure>

### Neuf fiches exemples

* Fiche 1. Evaluation des risques de pollution par les nitrates pour différents sols de la région Poitou-Charentes – Impact des cultures intermédiaires pièges à nitrates (CIPAN) (utilisation du modèle STICS);

* Fiche 2. Evaluation du réservoir utile maximal (RUM) des sols de la région Poitou-Charentes;

* Fiche 3. Classification des bassins versants alsaciens en fonction de leur sensibilité aux produits phytosanitaires;

* Fiche 4. Grille de risque pour une opération FERTI-MIEUX de conseil aux agriculteurs pour limiter les fuites de nitrates en Alsace;

* Fiche 5. Hiérarchisation des risques potentiels de pertes d'azote par lixiviation en fonction des successions de cultures et des pratiques de fertilisation et de gestion de l'interculture : indicateur MERLIN;

* Fiche 6. Références pour la détermination d'objectifs de rendement par type de sol en Lorraine;

* Fiche 7. Estimation de l'aléa érosif des sols en région Languedoc-Roussillon et confrontation aux enjeux locaux;

* Fiche 8. Etude, par simulation, de l'impact de scénarios de changements de pratiques ou de choix culturaux sur la qualité des eaux (utilisation du modèle SWAT).

* Fiche 9. Estimation de l'aptitude à l'épandage d'effluents organiques sur les sols.
Fiche 1

<figure><img src="image_119.png" /></figure>

Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><thead><tr><th>Titre</th><th>Evaluation des risques de pollution par les nitrates pour différents sols de la région Poitou-Charentes - Impact des cultures intermédiaires pièges à nitrates (CIPAN) (Utilisation du modèle STICS)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Acquisition de références / Connaissances des risques liés aux pratiques actuelles</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>- texture (% argile), N org, % calcaire, densité apparente, % de cailloux, épaisseur des horizons, etc.<br/>- humidités caractéristiques ;<br/>- profondeur d'enracinement.</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- données climatiques (étude fréquentielle sur 35 ans) ;<br/>- pratiques culturales (cultures et interculture).</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Unités pédoclimatiques en Poitou-Charentes (sols + stations climatiques)</td></tr></tbody></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question :

utilisation du logiciel de simulation STICS (v5.0) développé par l'INRA

### Description :

- Objectifs

La diversité pédoclimatique de la région Poitou-Charentes a été abordée par l'étude de quatorze sols représentatifs de l'hétérogénéité régionale et de trois stations climatiques sur 35 années.

A travers l'étude de cas par simulation, nous avons évalué l'influence de CIPAN sur les bilans d'eau et d'azote pendant l'interculture (drainage, pertes d'azote) et sur la culture suivante (disponibilité en eau et en azote). Les simulations nous ont aussi permis de définir des dates de levée et de destruction optimales satisfaisant conjointement les impératifs agronomiques et les exigences environnementales. Ces résultats ont été confrontés à des observations et mesures réalisées sur des essais menés en Poitou-Charentes entre 2001 et 2005.

Par ailleurs, l'étude fréquentielle de différents contextes pédoclimatiques a mis en évidence la variabilité des réponses selon la station climatique et le sol étudié, d'où une adaptation parfois nécessaire des préconisations agronomiques en fonction du pédoclimat mais aussi de l'année.

- Résultats

Les résultats des simulations conduisent à une hiérarchisation des différents sols en fonction du risque « concentration en nitrates de l'eau infiltrée » qui dépend principalement de la minéralisation du sol pendant l'interculture et de la sensibilité à l'infiltration verticale de l'eau. L'efficacité des cultures intermédiaires (moutarde, Ray Gras Italien) est démontrée, quel que soit le contexte pédoclimatique de la région.

En termes d'itinéraire technique, l'efficacité maximale de la moutarde est souvent obtenue pour des dates de levée au 1er septembre. La diminution maximale des pertes d'azote est atteinte avec des couverts détruits tardivement (février). Cependant, le maintien du couvert au-delà du 1er décembre n'engendre un complément de réduction des pertes que faible à très faible en fonction du climat.

### Comment acquérir les données sols nécessaires à cette question :

- compilation des données « sols » disponibles sur la région (programme IGCS, stations INRA, rencontres avec pédologues de la région) ;

- réalisations d'analyses de sols et de profils d'enracinement.

Date : 2004-2005

Contact : S. Minette, Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes (05.49.55.61.74) - Sebastien.MINETTE@poitou-charentes.chambagri.fr
<figure><img src="image_120.png" /></figure>

Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><thead><tr><th>Titre</th><th>Evaluation du Réservoir Utilisable Maximal (RUM) des sols de la région Poitou-Charentes</th></tr></thead><tbody><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Evaluation des réserves utiles pour réaliser des calculs de quantités d'eau percolée, recharge en eau des aquifères, etc.</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>- texture (argile, limon, sable),<br/>- humidités caractéristiques (pF 4,2 et pF 2,5),<br/>- densités apparentes (Da),<br/>- profondeur des horizons de sols,<br/>- profondeur d'enracinement des cultures,<br/>- éléments grossiers,<br/>- nature du substrat.</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- données climatiques<br/>- couverture du sol (sol nu, culture en place, etc.)</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Région Poitou-Charentes – Référentiel régional pédologique 1/250 000</td></tr></tbody></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question

Utilisation de fonctions de « pédotransfert » à partir des caractéristiques de différents sols pour établir des cartes de réservoir utilisable maximal

### Description :

#### Objectifs

L'objectif de cette étude a été de définir une méthode simple d'estimation du réservoir utilisable maximal (RUM) des sols de la région Poitou-Charentes à partir de la base de données DONESOL (IGCS) à 1/250 000. Deux méthodes ont été testées et comparées :

* ✓ méthode Bruand (Bruand et al., 2004) : les paramètres Da, pF 2,5 et 4,2 sont estimés à partir de la texture et des caractéristiques du sol (à partir des horizons et des classes de textures). L'épaisseur de calcul est inférieure ou égale à 120 cm ;

* ✓ méthode Poitou-Charentes : le RUM est estimé à partir de la méthode établie dans l'Aisne (Jamagne et al., 1977), mais adaptée à la région Poitou-Charentes : le Kj, coefficient d'estimation en fonction de la texture (Aisne) a été remplacé par le Kpc validé par des mesures réalisées sur des sols de la région. L'épaisseur de calcul est inférieure ou égale à 120 cm.

Cette deuxième méthode a été conservée pour l'étude des sols (plus opérationnelle et adaptée au contexte régional).

Pour la base de données DONESOL (INRA) : utilisation des tables « STRATE », « CONTIENT », « UTS » et « UCS » pour extraire les paramètres d'entrée des règles de pédotransfert.

#### Résultats

A partir de ces calculs de RUM, des estimations de lames drainantes ont été réalisées à l'échelle de 3 périmètres de captage d'eau dans le Thouarsais (79). Ces calculs pourront être utilisés pour estimer la recharge de nappe ou analyser la vulnérabilité des eaux souterraines aux pollutions diffuses.

### Comment acquérir les données sols nécessaires à cette question :

Base de données IGCS 1/250 000

Date : mars – juin 2006

Contact : C. Cam, IGCS Poitou-Charentes, Chambre Régionale d'Agriculture (05.49.44.74.47) - catherine.cam@poitou-charentes.chambagri.fr
<figure><img src="image_121.png" /></figure>

Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><thead><tr><th>Titre</th><th>Classification des bassins versants alsaciens en fonction de leur sensibilité aux produits phytosanitaires</th></tr></thead><tbody><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Diagnostic, hiérarchisation des bassins versants pour des priorités de surveillance de la qualité des eaux et d'actions sur un territoire</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>- sensibilité à la battance (texture, MO, CaCO3, pH) et expertise ;<br/>- niveau d'hydromorphie ;<br/>- présence d'une rupture de perméabilité.</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- précipitations ;<br/>- pentes ;<br/>- perméabilité du substrat géologique ;<br/>- épaisseur de la zone non saturée ;<br/>- densité du réseau hydrographique et du réseau de drainage ;<br/>- occupation du sol.</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Unités cartographiques de sols à 1/100 000 pour l'Alsace</td></tr></tbody></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question

Méthode de diagnostic régional CORPEN (en cours d'élaboration en 2002)

### Description :

L'évaluation de la vulnérabilité des bassins versants a été réalisée en trois étapes :

- définition des modes d'écoulement et répartition des flux d'eau vers les eaux superficielles ou vers les eaux souterraines, à partir d'une combinaison des données de pentes et de caractéristiques des sols, et pour deux saisons climatiques différenciées par le régime des précipitations ;

- prise en compte du temps de transfert des flux d'eau vers la ou les ressources exposées qui peut être un facteur aggravant. Un temps de transfert bref diminue la probabilité de dégradation ou d'adsorption des substances actives ;

- modulation par l'occupation du sol. Globalement une terre labourable, du bâti, une forêt ou une prairie conduisent à des niveaux de pertes des produits phytosanitaires différents.

Une note globale de vulnérabilité a été calculée pour chacun des sous bassins analysés, et classée selon quatre niveaux de vulnérabilité. On obtient ainsi quatre zonages distincts combinant les deux ressources, eaux superficielles et eaux souterraines, et deux périodes climatiques, printemps-été et automne-hiver.

La note de sensibilité est obtenue en modulant la vulnérabilité par une note de dilution, liée à l'épaisseur de la nappe pour les eaux souterraines et au débit spécifique des cours d'eau pour les eaux superficielles.

L'évaluation de la sensibilité des bassins versants constitue la première étape de leur hiérarchisation vis-à-vis du risque phytosanitaire. L'analyse complète du risque doit prendre également en compte les pratiques d'utilisation des produits phytosanitaires. Elle doit enfin intégrer les enjeux autour de l'utilisation des ressources en eau.

### Comment acquérir les données sols nécessaires à cette question :

Compilation des données de sols disponibles sur la Région (guides des sols, BD sols IGCS, BD sols France 1/1 000 000 INRA-INFOSOL) et expertise pédologue

Date : 2002 et 2004

Contact : Joëlle Sauter, Association pour la Relance Agronomique en Alsace (03.88.19.17.52)
araa@bas-rhin.chambagri.fr
<figure><img src="image_122.png" /></figure>

# Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><thead><tr><th>Titre</th><th>Grille de risque pour une opération FERTI-MIEUX de conseil aux agriculteurs pour limiter les fuites de nitrates</th></tr></thead><tbody><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Diagnostic et évaluation, définitions d'actions prioritaires et outil de pilotage</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>- sensibilité au lessivage hivernal des nitrates prenant en compte notamment le réservoir utilisable maximal (RUM) en eau des sols</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- connaissance des systèmes de cultures, du risque « azote » qu'ils présentent (balance azotée excédentaire, couverture du sol en hiver) et de leur répartition spatiale (enquêtes et données PAC)</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Unités cartographiques de sols à 1/100 000 pour une petite région agricole</td></tr></tbody></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question

Sensibilité au lessivage des nitrates d'après le modèle de BURNS (1976)

Grille de risque FERTI-MIEUX (Sebillotte et Meynard 1990)

## Description :

La grille de risque a pour objectif de hiérarchiser les risques de pertes de nitrates en croisant les systèmes de culture et les sols, chacun étant rangé dans l'ordre des risques croissants de pertes de nitrates, la combinaison du sol le plus sensible avec le système de culture le plus sensible conduisant au risque le plus élevé.

La connaissance des systèmes de culture sur le territoire concerné est obtenue par enquête auprès des agriculteurs (succession de cultures, pratiques de fertilisation : dose et fractionnement, taux de couverture du sol, apport de déjections animales). Leur importance est évaluée grâce aux données statistiques (PAC, recensement agricole).

La sensibilité des sols au lessivage des nitrates peut être estimée de différentes manières :

- modèle de BURNS exprimant la fraction d'azote nitrique, initialement réparti sur l'ensemble du profil de sol, qui sera entraîné hors de portée des racines sous l'effet du drainage interne ;

- méthode CORPEN bâtie sur l'analyse du rapport « réserve en eau du sol » sur « pluie hivernale ».

Grâce à la connaissance de la répartition spatiale de chaque système de culture sur les différents types de sols, il est possible d'afficher dans le tableau les surfaces occupées par chaque système de culture sur chaque type de sol. On obtient, à l'échelle du territoire le % de surface à risque +/- élevé.

<figure><img src="image_123.png" /></figure>

Ce tableau permet dans un premier temps de cibler les situations prioritaires (en rouge) sur lesquelles il faut concentrer les actions de conseils aux agriculteurs pour qu'elles aient le plus d'impact sur la réduction des risques de pollution azotée. Ce tableau permet aussi de faire un suivi de l'efficacité des actions dans le temps en indiquant les évolutions de surfaces dans les cases du tableau.

## Comment acquérir les données sols nécessaires à cette question :

Données sols extraites de la BDD sols à 1/100 000 et traitées pour une typologie de sols appliquée avec un nombre limité de types de sols pour lesquels des références et du conseil agronomique sont disponibles

Date : en application depuis 1997 pour 8 opérations FERTI-MIEUX en Alsace

Contact : Marie-Line Burtin, Association pour la Relance Agronomique en Alsace (03.88.19.17.52)
araa@bas-rhin.chambagri.fr
<figure><img src="image_124.png" /></figure>

# Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><tr><td>Titre</td><td>Hiérarchisation des risques potentiels de pertes d'azote par lixiviation en fonction des successions de cultures et des pratiques de fertilisation et de gestion de l'interculture : <u>indicateur MERLIN</u></td></tr><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>- réalisation de diagnostics sur des territoires<br/>- élaboration de programmes d'actions</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>- type de sol<br/>- réservoir utilisable maximal (RUM)</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- pratiques agricoles de gestion des cultures et de l'interculture</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Echelle parcellaire ou territoire (agglomération des parcelles)</td></tr></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question

Utilisation de l'indicateur MERLIN (Méthode de hiérarchisation du Risque de Lixiviation du Nitrate)

### Description :

MERLIN est issu de la combinaison de 3 indicateurs, exprimés en classes : Equif (indicateur de l'équilibre de fertilisation), IC (indicateur de gestion de l'interculture), Sensib (sensibilité du sol à l'infiltration) souvent établie par des pédologues et cartographiée, ou classée en fonction du type de sol et de son réservoir utilisable maximal. Le croisement de ces 3 indicateurs s'appuie sur des règles élaborées à dire d'experts. Ces règles reposent sur l'hypothèse que les 3 indicateurs n'ont pas le même poids et ne sont pas additifs.

### Données nécessaires par parcelle :

- connaissance indispensable des sols du territoire étudié (nature, localisation) ;

- type de sol, RUM et/ou « classe de Sensibilité à l'infiltration verticale de l'eau » ;

- culture récoltée, rendement obtenu, dose totale d'azote minéral apportée, apports organiques (effluents, prairie) ;

- modalités de gestion des résidus (exportés, enfouis, mulchés) ;

- nature, niveau de développement et date de destruction des repousses ou d'une éventuelle culture intermédiaire piège à nitrates ;

- nature et date de semis de la culture suivante.

MERLIN est un indicateur de risque et non d'impact (pas de prise en compte du climat ni de la minéralisation automnale du sol). Les classes et la combinaison sont établies à dire d'expert et basées sur des références régionales. Cette expertise nécessite d'être évaluée pour s'assurer du bien fondé de la hiérarchisation de différentes situations en terme de risques de fuite d'azote (poids accordé à chaque indicateur et interactions, pertinence des limites de classe).

### Utilisation en Poitou-Charentes :

- réalisation de diagnostics préalables à différentes actions bassins versants (Ferti-Mieux, périmètres de captage) ;

- suivi et évaluation d'actions territoriales (suivi global de l'évolution des risques sur un territoire agricole et visualisation de leur répartition spatiale) ;

- suivi et évaluation des risques dans des exploitations certifiées ISO 14001.

### Comment acquérir les données sols nécessaires à cette question :

Pour utiliser cet indicateur, il est nécessaire de connaître le sol (type, RUM) à l'échelle de la parcelle ou du territoire. Cette information peut-être obtenue en compilant :

- la connaissance des agriculteurs (hétérogénéité des parcelles, réserve utile, profondeur du sol, etc.) ;

- les cartes des sols existantes à différentes échelles (1/10 000 à 1/250 000) ;

- le recensement (à dires d'expert) des types de sols présents sur un territoire.

Date : 2005

Contact : S. Minette, CRA PC (05.49.55.61.74) - Sebastien.MINETTE@poitou-charentes.chambagri.fr
Fiche 6

<figure><img src="image_125.png" /></figure>

Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><thead><tr><th>Titre</th><th>Références pour la détermination d'objectifs de rendement par type de sol en Lorraine</th></tr></thead><tbody><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Outil d'aide à la décision pour l'ajustement de la fertilisation azotée pour des actions sur le territoire</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>4 critères d'identification au niveau parcellaire : profondeur d'un obstacle à la tarière ou charge en cailloux en surface, nature du matériau atteint en fond de tarière, succession texturale, sensibilité à l'excès d'eau.</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>Etude fréquentielle du déficit hydrique climatique (ETP-P) sur 46 stations régionales.<br>Zonage départemental de 3 indicateurs du risque climatique : médiane, 1er et 4ème quintile du déficit hydrique.</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Parcelle</td></tr></tbody></table>

### Approche & outils utilisés pour répondre à la question :

Typologie régionale des sols, réseau d'observations parcellaires, modélisation statistique de la relation Rendement = f(Déficit climatique) par type de sol.

### Description :

Pour chacun des 10 grands types de sol cultivés en Lorraine, un tableau fournit une estimation du rendement potentiel pour les principales cultures régionales, en fonction de 2 critères :

- caractéristiques du type de sol (variantes selon la profondeur ou la charge en cailloux),

- déficit climatique probable du site géographique de la parcelle

Le déficit climatique est lu sur des cartes régionales en fonction de la localisation de la parcelle, de l'espèce et du niveau de risque accepté (médiane, 1er ou 4ème quintile). Le type de sol est identifiable par observation à la tarière selon un code à 4 critères simples (cf. ci-dessus). Pour chaque type de sol, le rendement est obtenu par une équation de la forme : $Rdt = a - b * Déficit climatique$

### Fiche n° 2 : sols à cailloux des plateaux calcaires. Rendement potentiel (q ou t de M.S.)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Types de sols</th><th rowspan="2">Espèces</th><th colspan="9">Déficit climatique (mm)</th></tr><tr><th>100</th><th>125</th><th>150</th><th>175</th><th>200</th><th>225</th><th>250</th><th>275</th><th>300</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">C - IV - A<sup>+</sup> - S<br>> 45% de cailloux<br>en surface</td><td>Colza</td><td>29</td><td>27</td><td>26</td><td>25</td><td>23</td><td>22</td><td>19</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Blé</td><td></td><td>66</td><td>61</td><td>57</td><td>52</td><td>47</td><td>42</td><td>38</td><td>33</td></tr><tr><td>Orge hiver</td><td>63</td><td>60</td><td>56</td><td>53</td><td>50</td><td>46</td><td>43</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Maïs</td><td>12,8</td><td>11,1</td><td>9,4</td><td>7,5</td><td>5,9</td><td>4,2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="4">C - III - A<sup>+</sup> - S<br>25 à 45% de cailloux<br>en surface</td><td>Colza</td><td>30</td><td>29</td><td>28</td><td>26</td><td>25</td><td>24</td><td>22</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Blé</td><td></td><td>71</td><td>66</td><td>62</td><td>57</td><td>53</td><td>49</td><td>44</td><td>40</td></tr><tr><td>Orge hiver</td><td>65</td><td>62</td><td>60</td><td>57</td><td>54</td><td>51</td><td>48</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Maïs</td><td>13,2</td><td>11,7</td><td>10,1</td><td>8,6</td><td>7,0</td><td>5,5</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="4">C - II - A<sup>+</sup> - S<br>10 à 25% de cailloux<br>en surface</td><td>Colza</td><td>32</td><td>30</td><td>29</td><td>27</td><td>26</td><td>24</td><td>22</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Blé</td><td></td><td>73</td><td>69</td><td>65</td><td>61</td><td>57</td><td>53</td><td>49</td><td>45</td></tr><tr><td>Orge hiver</td><td>66</td><td>64</td><td>61</td><td>58</td><td>55</td><td>53</td><td>50</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Maïs</td><td>13,3</td><td>11,8</td><td>10,3</td><td>8,8</td><td>7,3</td><td>5,8</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

### Comment acquérir les données nécessaires à cette question :

Esquisse pédologique régionale et étude de secteurs de référence pour réaliser l'inventaire des sols (« Atlas des sols de Lorraine », Jacquin et Florentin, 1988)

Elaboration d'une méthode d'identification des sols accessible aux agriculteurs (Limaux, 1996)

Réseau pluriannuel d'observations parcellaires dans les principaux types de sols (environ 120 stations suivies par an pendant 5 ans)

Date : 1998

Contact : Emmanuel Hance (Chambre régionale d'agriculture de Lorraine)
emmanuel.hance@lorraine.chambagri.fr
Fiche 7

<figure><img src="image_126.png" /></figure>

Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><tr><td>Titre</td><td>Estimation de l'aléa érosif des sols en région Languedoc-Roussillon et confrontation aux enjeux locaux</td></tr><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Diagnostic, confrontation aux enjeux locaux</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>Sensibilité à la battance et à l'érodibilité (éléments grossiers, texture, MO, fer) et expertise</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- occupation du sol<br/>- pentes<br/>- hauteur des pluies<br/>- intensité des pluies</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Référentiel Régional Pédologique (programme IGCS) à 1/250 000</td></tr></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question :

Modèle hiérarchique d'estimation de l'aléa érosif relatif à l'érosion hydrique des sols (modèle INRA http://erosion.orleans.inra.fr/index2.php ; Le Bissonnais et al., 2000)

## Description :

La base de données des Sols du Languedoc-Roussillon a été utilisée pour estimer l'aléa érosif des sols à l'échelle régionale et évaluer son impact sur les enjeux humains. L'érosion hydrique des sols représente des risques environnementaux et économiques importants : coulées boueuses, contamination des eaux par les pesticides et les matières en suspension (MES), dégâts générés dans les vignobles en AOC, les zones protégées, ou les zones habitées, etc.

Pour cartographier l'aléa érosif, l'INRA d'Orléans a développé un modèle hiérarchique intégrant les paramètres suivants :

- occupation des sols,

- battance,

- pente,

- érodibilité,

- intensité et hauteur des pluies (agressivité).

Les paramètres de battance et d'érodibilité des sols sont estimés à partir de règles de pédotransfert utilisant le taux d'éléments grossiers, la texture, le taux de matières organiques et le taux de fer (spécificité du milieu méditerranéen) décrivant les strates de surfaces de la base de données BD Sol-250 inhérente au Référentiel Régional Pédologique du Languedoc-Roussillon. Les cartographies obtenues montrent la variabilité interannuelle de l'aléa érosif en région Languedoc-Roussillon et font ressortir quelques zones particulièrement sensibles.

L'impact de l'aléa érosif a ensuite été analysé en établissant trois indicateurs permettant d'estimer les enjeux : urbains, viticoles et qualité des eaux superficielles. Ces indicateurs ont permis de montrer que les zones d'habitat concentré en zones littorales et notamment les zones périurbaines entourant les grandes villes sont les plus sensibles. L'estimation de l'influence de l'aléa érosif sur la qualité des eaux superficielles a quant à elle montré le poids important du facteur saisonnier sur l'altération de la qualité des eaux superficielles, notamment par des teneurs en matières en suspension plus élevées en automne. Enfin, la confrontation des zones d'appellations et de l'estimation de l'aléa érosif a permis d'identifier que les vignobles les plus sensibles à l'aléa érosif sont localisés aux environs de Carcassonne et de Montpellier, les vignobles localisés en plaine littorale étant moins sensibles.

## Comment acquérir les données nécessaires à cette question :

Référentiel Régional Pédologique 1/250 000

Date : 2005

Contact : Sylvie Barthes-Estela, Chambre Régionale Languedoc-Roussillon - (04.67.20.88.75) - sylvie.barthes@languedocroussillon.chambagri.fr
<figure><img src="image_127.png" /></figure>

# Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><tr><td>Titre</td><td>Etude, par simulation, de l'impact de scénarios de changements de pratiques ou de choix culturaux sur la qualité des eaux</td></tr><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Acquisition de références / Connaissances des risques liés aux pratiques actuelles pour l'action sur le territoire</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>Typologie des sols à partir des critères : profondeur, perméabilité, texture et teneur en matière organique</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- occupation du sol<br/>- topographie<br/>- données climatiques (étude fréquentielle sur 35 ans)<br/>- pratiques culturales (cultures et interculture)</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Bassin versant ou territoires</td></tr></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question :

### Utilisation du modèle SWAT

### Description :

L'outil de modélisation retenu est le modèle SWAT développé par l'USDA. Ce modèle a été conçu pour intégrer, au moyen de lois physiques, le rôle du milieu (le sol, le climat, la topographie, la nappe souterraine et les cours d'eau) et des activités agricoles, par une représentation assez fine des itinéraires techniques et des propriétés des sols. Il a été validé sur de grands bassins dans différentes régions du monde. Sa mise en œuvre nécessite une base de données, un calage et une validation du modèle sur une période et en des points où des mesures sont disponibles sur les flux d'eau, de nutriments, de produits phytosanitaires et de sédiments dans différents compartiments hydrologiques (surface du sol, zone racinaire, nappe souterraine ou cours d'eau). L'intérêt d'un tel modèle est triple :

- mieux comprendre le fonctionnement du système et les relations entre pressions agricoles, milieu et qualité des eaux, en hiérarchisant le rôle des différents facteurs ;

- cartographier les niveaux de pollution sur des secteurs non mesurés et les facteurs de risque et de vulnérabilité (indices tels que la lame écoulée, le lessivage, le ruissellement, le stockage des nutriments dans le sol et dans la nappe aquifère, etc.) ;

- étudier l'impact de scénarios de changements de pratiques ou de choix culturaux sur la qualité des eaux. Le modèle SWAT requiert des données d'entrée spatialisées : les cultures ou successions culturales, la topographie, la météorologie et les sols. Il combine à ces données des paramètres comme les pratiques agricoles associées aux successions culturales pour estimer les flux dans la zone sous-racinaire, les nappes et les cours d'eau. Parmi les variables d'entrée du modèle, les données sur le sol sont souvent insuffisamment disponibles et de ce fait leur usage est critique (Bioteau et al., 2002).

Sur la Moine (3850 ha), l'intérêt de la méthode de cartographie a été testé en paramétrant les entités spatiales issues des combinaisons d'indice topographique et de lithologie. Les paramètres du sol introduits sont : la profondeur, la perméabilité, la texture et la teneur en matière organique supposée égale à 1 %. Un seul horizon est saisi puisque la méthode d'analyse cartographique n'offre pas le moyen d'estimer l'organisation du sol en différents horizons. L'occupation du sol est déduite du traitement d'images SPOT sur 2 années afin d'obtenir les successions culturales (qui sont plus pertinentes que de simples cultures annuelles pour évaluer les risques de lessivage de nitrates). Les pratiques agricoles ont été renseignées à partir d'une enquête auprès d'un échantillon de 80 agriculteurs. La climatologie est tirée des données de Météo France (BD Climathèque). La BD Alti de l'IGN permet de prendre en compte l'effet de la topographie dans les processus d'écoulement.

## Comment acquérir les données nécessaires à cette question :

### Typologie des sols (cartes des sols)

### Date : mars 2007

### Contact : J.P. Rossignol, AGROCAMPUS OUEST et F. Laurent, Université du Maine, Le Mans
Francois.Laurent@univ-lemans.fr
<figure><img src="image_128.png" /></figure>

# Utilisation des données « sols » pour répondre à des problématiques territoriales

<table><thead><tr><th>Titre</th><th>Estimation de l'aptitude à l'épandage d'effluents organiques sur les sols</th></tr></thead><tbody><tr><td>Problématique (diagnostic, actions sur territoire)</td><td>Acquisition de références / Connaissances des risques liés aux pratiques actuelles et futures pour l'action sur un territoire</td></tr><tr><td>Type de données « sols » utilisées :</td><td>- réservoir utilisable maximal,<br/>- texture,<br/>- nature roche mère,<br/>- hydromorphie,<br/>- CEC, pH, teneur en calcaire, teneurs en éléments traces métalliques,<br/>- indice de battance.</td></tr><tr><td>Autres données nécessaires :</td><td>- données climatiques (précipitations, évapotranspiration),<br/>- occupation du sol, pratiques culturales,<br/>- topographie (pente),<br/>- distances réglementaires (cours d'eau, etc.),<br/>- types d'effluents (fluidité, pH, rapport C/N).</td></tr><tr><td>Echelle de travail :</td><td>Unités cartographiques de sols à 1/100 000 de la carte de Dijon</td></tr></tbody></table>

## Approche & outils utilisés pour répondre à la question :

Utilisation d'une méthode générique (en termes d'échelle et de type d'effluent) d'estimation de l'aptitude à l'épandage développée par l'INRA ; outil correspondant en cours de développement.

## Description :

La méthode utilisée considère l'aptitude comme une combinaison de différents éléments :

- le pouvoir épurateur qui est la capacité du sol à stocker ou à dégrader les polluants contenus dans les matières épandables. Ainsi, trois risques majeurs intervenant dans le pouvoir épurateur sont distingués : le risque de transfert des polluants vers les eaux superficielles, le risque de transfert des polluants vers les eaux souterraines, le risque de contamination des sols et des plantes ;

- l'occupation du sol : culture, prairie, forêt, etc. ;

- le type d'effluent organique (en six classes) ;

- le volet réglementaire prenant en compte les restrictions de pH, d'occupation du sol et de pente ;

- les contraintes technico-économiques intégrant la pente pour caractériser l'accessibilité aux parcelles.

Chacun de ces éléments reçoit une contrainte d'épandage qui est soit qualifiée de mineure si elle permet l'épandage sous certaines conditions, soit qualifiée de majeure si l'épandage ne peut pas être autorisé, soit nulle si l'épandage est possible sans conditions particulières. Les résultats obtenus sont des cartes de la réglementation en cours ainsi que des cartes d'aptitudes pour chaque type d'effluent.

L'échelle et l'utilisation des cartes d'aptitude obtenues sont bien sûr fonctions de l'échelle des données d'entrée. Ces cartes sont destinées à orienter de futures décisions concernant la gestion des épandages des déchets organiques : détermination des zones aptes à l'épandage, test de scenarii de développement de filières et de débouchés agricoles ou non agricoles.

Une application de la méthode a été réalisée sur la carte pédologique numérisée de Dijon à 1/100 000. L'aptitude à l'épandage des différents types de déchets organiques a été estimée sur ce territoire. Puis, le scénario d'une collectivité (Dole), qui souhaiterait développer la filière des biodéchets ménagers et leur épandage sur les sols, a été testé. Ce scénario tient compte des pratiques d'épandage déjà existantes sur les surfaces aptes en termes de types de déchets, de quantités éwandues et d'apports de fertilisants par ces déchets (N, P). Il montre que l'épandage supplémentaire de biodéchets serait possible sur la plupart des cantons, sans compétition entre les déchets d'origine agricole et ceux d'origine urbaine.

## Comment acquérir les données nécessaires à cette question :

- bases de données géographiques sur les sols (format DONESOL si possible) ;

- autres données non numérisées (typologies, cartes) pour une utilisation manuelle de l'outil.

Date : novembre 2006

Contact : N. Schnebelen, INRA Orléans – (02.38.41.78.50) – Nathalie.Schnebelen@orleans.inra.fr
## 3.5. Quelques exemples d'indicateurs et de modèles mobilisant des données sols

Les indicateurs (voire les modèles) sont, aujourd'hui, régulièrement utilisés dans les territoires, pour réaliser des diagnostics ou pour évaluer des actions mises en œuvre (compréhension des mécanismes en jeu, évaluation de la modification de pratiques agricoles sur la qualité de l'eau, etc.).

<figure><img src="image_129.png" /></figure>

### Des indicateurs variés utilisant des données sols

Les quelques exemples présentés ci-après démontrent que la connaissance et les « données » sur les sols sont indispensables à l'utilisation de ces outils.

Cette liste, non exhaustive, d'indicateurs, a pour objectif d'illustrer les utilisations possibles de ce type d'outils (évaluation, prospection) et les champs d'applications (gestion de l'azote et des produits phytosanitaires, risque d'érosion).

<figure><img src="image_130.png" /></figure>

### Exemples d'indicateurs « azote » et « phytosanitaires »

Pour compléter cette liste, vous pouvez vous référer à deux brochures, éditées par le CORPEN (Comité d'ORientation pour des Pratiques agricoles respectueuses de l'ENvironnement) sur les indicateurs « azote » et « phytosanitaires » :

* Des indicateurs AZOTE pour gérer des actions de maîtrise des pollutions à l'échelle de la parcelle, de l'exploitation et du territoire (octobre 2006) document téléchargeable : [indicateurs AZOTE](https://www.indicateurs-azote.be/en/).

* Des indicateurs pour des actions locales de maîtrise des pollutions de l'eau d'origine agricole : Eléments méthodologiques - application aux produits phytosanitaires (juin 2003) document téléchargeable : [partie I](https://www.indicateurs-azote.be/en/partie-1) - [partie II](https://www.indicateurs-azote.be/en/partie-2) et [annexes](https://www.indicateurs-azote.be/en/annexes).

<figure><img src="image_131.png" /></figure>

### Avertissement

Les données sur les sols ne permettent pas de répondre à toutes les questions et d'une manière générale, « le sol ne dit pas tout ». En fonction des objectifs, d'autres données sont également à prendre en compte, telles que des données sur :

* la typologie des exploitations et des systèmes de cultures et de production,

* le contexte climatique,

* la topographie,

* l'hydrographie,

* la géologie,

* l'hydrogéologie, etc.
## QUELQUES EXEMPLES D'INDICATEURS, DE METHODES ET DE MODELES UTILISABLES SUR DES TERRITOIRES POUR QUANTIFIER LES RISQUES DE POLLUTION DES EAUX.

<table><thead><tr><td>Indicateurs ou modèles</td><td>Utilisations possibles</td><td>Contacts</td></tr></thead><tbody><tr><td>Modèle Lixim</td><td>Estimation de la lame d'eau drainante, des pertes d'azote par lixiviation. Ce modèle permet d'estimer la minéralisation en sol nu.</td><td>INRA, Laon (B. Mary)</td></tr><tr><td>Modèle STICS</td><td>Estimation des variables de sorties relatives à la production (quantité et qualité), à l'environnement (pertes en eau et nitrates) et à l'évolution des caractéristiques du sol sous l'effet de la culture à partir de la caractérisation du climat, du sol, de l'espèce cultivée et des techniques culturales appliquées.</td><td>INRA, Avignon (N. Brisson) (http://www.avignon.inra.fr/stics/)</td></tr><tr><td>Indicateurs MERLIN & ARTHUR</td><td>Estimation des risques de transferts de polluants (nitrates, substances actives phytosanitaires) vers les aquifères à l'échelle de la parcelle, de l'exploitation ou d'un petit territoire.</td><td>Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes (S. Minette)</td></tr><tr><td>Méthode INDIGO</td><td>Evaluation de l'impact environnemental des pratiques agricoles sur l'air, l'eau de surface et l'eau souterraine grâce à une série d'indicateurs qui recensent l'utilisation de l'azote, du phosphore, des produits de traitement phytosanitaires, de l'eau, de la matière organique, des ressources énergétiques non renouvelables, la gestion de la rotation des cultures et l'assolement</td><td>INRA, Colmar (C. Bockstaller) (http://www.inra.fr/indigo/)</td></tr><tr><td>Modèle Agriflux</td><td>Estimation des flux d'eau, d'azote et de pesticides à l'échelle de la colonne de sol, permettant la quantification des pertes vers les eaux superficielles et souterraines</td><td>Hydriad (www.hydriad.com)</td></tr><tr><td>Indicateur ou Méthode SIRIS (CORPEN)</td><td>Evaluation des risques potentiels de pollution par les produits phytosanitaires issus des pratiques agricoles</td><td>CORPEN (http://www.ecologie.gouv.fr/-CORPEN-.html/)</td></tr><tr><td>Méthode DAE-G Diagnostic Agri-Environnemental Géographique</td><td>Méthode d'évaluation des impacts environnementaux de l'activité agricole sur l'environnement (eau, air, sol, biodiversité et paysage, voisinage). Permet à partir de la connaissance des pratiques de l'agriculteur et des caractéristiques physiques des parcelles de calculer des indicateurs d'impact à différentes échelles spatiales (parcelle, groupe de parcelles, exploitation).</td><td>Agro-Transfert Ressources & Territoires, Mons (A. Ossard) (www.alternatech.org)</td></tr><tr><td>Modèle SWAT</td><td>Estimation des flux d'eau, de nutriments, de produits phytosanitaires et de sédiments dans différents compartiments hydrologiques (surface du sol, zone racinaire, nappe souterraine ou cours d'eau).</td><td>USDA (www.ars.usda.gov)</td></tr><tr><td>Modèle STREAM (Sealing and Transfer by Runoff and Erosion related to Agricultural Management)</td><td>Quantification du ruissellement et des pertes en terre, tout en localisant les zones où ces phénomènes se produisent. Peut également être utilisé pour simuler les effets liés à la modification de la localisation des cultures, des façons culturales, de la disposition des parcelles, du sens de travail du sol ou pour tester l'impact d'aménagements destinés à lutter contre l'érosion (bandes enherbées, mares tampons, etc.).</td><td>BRGM Orléans (O.Cerdan), INRA Grignon (V. Souchère) INRA Orléans (A. Couturier) (http://www.orleans.inra.fr/les_unites/ur_science_du sol/productions/les_logiciels/)</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_132.png" /></figure>

## Outils et méthodes :

### Indicateurs

- CORPEN (2003) - Des indicateurs pour des actions locales de maîtrise des pollutions de l'eau d'origine agricole: Eléments méthodologiques - applications aux produits phytosanitaires. Groupes Indicateurs et Phytoprat-Transferts, juin 2003, 136 p. Disponible sur internet : http://www.ecologie.gouv.fr/-Les-productions-du-Corpen-.html

- CORPEN (2006) - Des indicateurs AZOTE pour gérer des actions de maîtrise des pollutions à l'échelle de la parcelle, de l'exploitation et du territoire. Groupe Azote / Indicateurs, octobre 2006, 113 p. Disponible sur internet : http://www.ecologie.gouv.fr/-Les-productions-du-Corpen-.html

- Sebillotte M. et Meynard J.M. (1990) - Systèmes de culture, systèmes d'élevage et pollutions azotées, in : Calvet R. (éd), Congrès Nitrates-Agriculture-Eau, Paris, 07-08/11/1990, Editions INRA, 289-313

### Fonctions ou règles de pédotransfert

- Bruand A., Duval O. et Cousin I. (2004) - Estimation des propriétés de rétention en eau des sols à partir de la base de données SOLHYDRO. Une première proposition combinant le type d'horizon, sa texture et sa densité apparente, Étude et Gestion des Sols, Vol. 11, 3, 323-332.

- Jamagne M., Bétrémieux R., Bégon J.C. et Mori A. (1977) - Quelques données sur la variabilité dans le milieu naturel de la réserve en eau des sols. Bulletin Technique d'Information, 324-325, 627-641.

### Modèles

- Bioteau T., Bordenave P., Laurent F. et Ruelland D. (2002) - Evaluation des risques de pollution agricole à l'échelle de bassins versants: intérêts d'une approche par modélisation hydrologique avec SWAT. Ingénieries - EAT 32, 3-13.

- Brisson N., Mary B., Ripoche D., Jeuffroy M., Ruget F., Gate P., Devienne-Barret F., Anatonioletti R., Durr C., Nicoulaud B., Richard G., Beaudoin N., Recous S., Tayot X., Plenet D., Cellier P., Machet J.M., Meynard J.M. et Delecolle R. (1998) - STICS: a generic model for the simulation of crops and their water and nitrogen balances. Theory and parameterization applied to wheat and corn. Agronomie, 18, 311-346.

- Burns I.G. (1976) - Equations to predict the leaching of nitrate uniformly incorporated to a known depth or uniformly distributed throughout a soil profile, Journal of Agricultural Science, Cambridge, 86, 305-313.

- Le Bissonnais Y., Thorette J., Bardet C. et Daroussin J. (2002) - L'érosion hydrique des sols en France, Rapport Ifen - INRA, 106 p. Disponible sur : http://erosion.orleans.inra.fr/index2.php

## Exemples de questions et d'utilisation des données sol :

- Ansel O., Epinat V., Jeuland M.L. et Scheurer O. (1999) - Guide agronomique de sols du département de l'Oise. ISAB, Conseil général de l'Oise, Chambre d'Agriculture de l'Oise, 11 dossiers (fiches de sols + cartes).

- Cam C. (2004) - Livret simplifié de la carte des pédopaysages de la Vienne, IGCS, Chambre Régionale d'Agriculture de Poitou-Charentes, 45 p.

- Dorsainvil F. (2002) - Evaluation, par modélisation, de l'impact environnemental des modes de conduite des cultures intermédiaires sur les bilans d'eau et d'azote dans les systèmes de culture. Thèse de doctorat, INA-PG, 124 p.

- Jacquin F. et Florentin L. (1988) - Atlas des sols de Lorraine. Presses Universitaires de Nancy, 113 p.

- Limaux F. (1996) - Élaboration d'une méthode d'identification des sols accessibles aux agriculteurs. Chambre Régionale d'Agriculture de Lorraine.
- Limaux F., Hance E. et Florentin L. (1998) - Caractérisation des sols et potentialités de production : un outil de raisonnement de la fertilisation azotée. Chambre Régionale d'Agriculture de Lorraine, 49 p.

- Party J.P.-Sol Conseil, ARAA (Région Alsace, 2005) - Guide des sols d'Alsace. Petite région naturelle n°1. Outre-Forêt. Un guide pour l'identification des sols et leur valorisation agronomique, 284 p.
Chapitre 4

Au-delà des données sur les sols,
comment organiser les
connaissances dans un espace
géographique donné ?

<figure><img src="image_133.png" /></figure>
<figure><img src="image_134.png" /></figure>
# Chapitre 4. Au-delà des données sur les sols, comment organiser les connaissances acquises pour un espace géographique donné ?

L'élaboration d'actions de préservation de la ressource en eau nécessite d'avoir des données fiables sur les sols, mais aussi de combiner ces données avec des données complémentaires pour améliorer la connaissance du milieu.

Pourquoi organiser les données ? Lesquelles prendre en compte ? Comment ? Une liste non exhaustive de données pertinentes est proposée. Ce quatrième chapitre se trouve en amont et/ou en aval des chapitres précédents :

* en amont car certaines données doivent être connues pour mener à bien les études de sols ; par exemples les données lithologiques et/ou morphologiques, l'utilisation du sol, les pratiques agricoles ;

* en aval car la justesse et la précision des conclusions dépendront de la qualité de l'ensemble des données recueillies et de la qualité de leur traitement.

De plus en plus, cette connaissance des territoires est structurée en bases de données voire en systèmes d'information géographique. L'accès à l'information devient plus rapide et de nombreuses personnes sont susceptibles de l'utiliser.

## 4.1. Pourquoi organiser les données ?

### Des données nombreuses...

De nombreuses données concernant les milieux naturels et agricoles et les activités humaines sont nécessaires et sont disponibles pour gérer la protection de la ressource en eau sur un territoire donné ; encore faut-il pouvoir

les trouver et les mobiliser rapidement. Ce chapitre propose un aperçu de ce qui existe avec quelques pistes pour accéder à ces informations.

### et de nombreuses raisons de les organiser

<figure><img src="image_135.png" /></figure>

#### Sept raisons pour organiser les données

Différentes raisons peuvent être évoquées qui justifient d'organiser les données :

* **accessibilité** par les différents acteurs (facilité d'accès) : les informations stockées sont rapidement mobilisables par

les différentes personnes qui en ont besoin ;

* **pédagogie** : compréhension aisée de l'organisation et de l'utilisation de ces données ;

* **transparence** : description et documentation des données utilisées, leur niveau de précision, les éventuels
manques, les améliorations possibles (métadonnées);

* *traçabilité* : savoir d'où proviennent les données utilisées, comment et par qui elles ont été produites, avec quelles contraintes et pour quels objectifs (métadonnées);

* *efficacité d'utilisation* : les données utilisées pour le diagnostic et l'état initial

seront à nouveau utiles pour le suivi des actions et leurs évaluations finales;

* *mutualisation* : disposer de bases de données communes nécessite une attention à la compatibilité entre logiciels et même entre versions d'un même logiciel;

* *capitalisation* : c'est le propre des banques de données.

## 4.2. Quelles données faut-il prendre en compte ?

Dans le cadre de la préservation de la ressource en eau sur un bassin versant, il est nécessaire d'avoir une connaissance des sols et des mécanismes de pollution de l'eau.

En effet, différents composants du milieu naturel et anthropique influent sur la disponibilité et la qualité de la ressource en eau au sein du bassin versant. La connaissance de ces composants est donc un préalable à toute étude sur l'eau.

<figure><img src="image_136.png" /></figure>

### Sept ensembles de données à prendre en compte

Les différentes données à prendre en compte peuvent se détailler en sept ensembles présentés ci-après.

## Contextes géologique, morphologique et hydrographique des sols

Parmi les composants du milieu qui influent sur les types de sols et leur comportement, la lithologie et le relief sont les plus manifestes. Le couple morphologie - lithologie est sans aucun doute le premier à prendre en compte ; il est à l'origine d'une grande partie de la

distribution spatiale des sols. Le réseau hydrographique structure le paysage. L'hydrogéologie est à considérer lorsque les nappes d'eau souterraine sont proches de la surface du sol.

## Données météorologiques

La caractérisation du climat du territoire se fera selon les répartitions spatiales et temporelles des précipitations et des températures moyennes mais aussi maximales et minimales. L'évapotranspiration potentielle (ETP) est une

donnée importante permettant de calculer un bilan de l'eau dans les sols et de mettre en évidence les saisons pédoclimatiques (épuisement et reconstitution des réserves, déficit et excédent hydriques).
# Données sur l'utilisation de l'espace

* L'utilisation et l'occupation du sol (végétation naturelle, boisement, prairies, cultures pérennes, grandes cultures, ouverture / fermeture du paysage, etc.);

* Les systèmes de production agricoles et les techniques et pratiques des agriculteurs. Ceux-ci sont souvent associés aux territoires (pratiques de fertilisation ou de traitements).

## Données sur les sols

Les cartes des sols existantes sont répertoriées. Les unités typologiques de sols sont définies par leurs caractéristiques morphologiques et analytiques. Ces données sont de plus en plus informatisées (Donesol). Elles peuvent avoir été traitées : par exemple le RUM (réservoir utilisable maximal) peut avoir été calculé par l'intermédiaire de

formules ou de relations statistiques (humidité à la capacité au champ en fonction de la texture). Ces données sont à utiliser en tenant compte de leurs conditions de détermination. Les fonctions et les règles de pédotransfert permettent d'estimer des caractéristiques non mesurées (voir chapitre 3).

## Zonages réglementaires

Les périmètres de protection de captage d'eau potable, les zones protégées telles que les sites Natura 2000 ou les ZNIEFF (Zones

Naturelles d'Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique), les zones inondables, etc. sont répertoriés.

## Données sur les autres activités humaines

Le développement des villes et des infrastructures de communication sont des données qui peuvent dans certains cas être intéressantes à prendre en considération. La

connaissance des PLU (Plan Local d'Urbanisme) et des SCOT (Schéma de COhérence Territorial) permet de mieux visualiser l'évolution d'un territoire.

## Données sur les ressources en eau

Les ressources en eau d'une région et leur localisation en surface ou en profondeur sont, par essence, des aspects essentiels des

études pédologiques visant la protection des eaux contre les pollutions d'origine agricole.
## 4.3. Forme d'organisation des données

### Une organisation de plus en plus informatisée

Les données que nous venons d'énumérer étaient traditionnellement disponibles sous forme analogique, c'est-à-dire sous la forme de rapports écrits et de cartes sur papier.

Pour les raisons que nous avons indiquées précédemment (facilité d'accès, de traitement, etc.) elles sont de plus en plus souvent rendues disponibles sous forme numérique, organisées dans des systèmes informatiques.

<figure><img src="image_137.png" /></figure>

**Des « SGBD » et des « SIG »**

Les informations numériques sont structurées, c'est-à-dire organisées au sein de ce qu'il est convenu d'appeler des **bases de données**.

* Lorsque les données décrivent seulement des caractéristiques (descriptions d'horizons de sols par exemple), la gestion et la manipulation de ces bases de données font appel à des logiciels spécialisés que l'on appelle des « **Systèmes de Gestion de Bases de Données** » (SGBD), souvent **relationnelles** (SGBD-R).

* Dès lors que les données décrivent en plus des caractéristiques spatiales, c'est-à-dire des localisations et des formes dans

un espace géographique (descriptions d'unités cartographiques de sols par exemple), on fait appel à des « **systèmes d'information géographique** » (SIG).

<figure><img src="image_138.png" /></figure>

**Pourquoi les utiliser ?**

L'utilisation de tels outils permet :

* la collecte (saisie, contrôle, etc.),

* l'organisation (mise en forme, structuration, etc.),

* le stockage (pérennisation),

* la gestion (sauvegardes, droits d'accès, etc.),

* l'exploitation (requêtes, combinaisons, traitements statistiques, production de nouvelles données, etc.),

* la restitution (cartes, rapports, etc.),

* la diffusion (mise en ligne, distribution, etc.) de données, qu'elles soient ou non géo-référencées.

Ces opérations nécessitent souvent de faire appel à des spécialistes (informaticiens, administrateurs de bases de données, statisticiens, géomaticiens).

### Des données descriptives et des données géographiques

Au sein d'une base de données géographique deux types de données coexistent.

<figure><img src="image_139.png" /></figure>

**Des données descriptives**

Les données descriptives, également dites **données sémantiques** parce qu'elles confèrent du sens aux objets, sont liées ou non à des données géographiques.

Dans le cas de données pédologiques, les caractéristiques morphologiques et analytiques des différents types de sols constituent des

exemples de données descriptives. Le logiciel « Donesol » est un SGBD-R développé dans le cadre du programme IGCS pour regrouper l'ensemble des données descriptives des objets pédologiques (profils, sondages, unités typologiques de sols, etc.) pour les études conduites en France.

<figure><img src="image_140.png" /></figure>

**Des données géographiques**

Les données géographiques représentent la composante spatiale des données descriptives.
Dans le cas de données pédologiques, ce sont
par exemple la localisation, sur le territoire
couvert par l'étude, des profils et sondages
effectués, ou encore, la localisation et la forme
des unités cartographiques déterminées sur

cette étude. Les données géographiques peuvent se présenter sous deux formats distincts appelés *raster* et *vecteur*, chacun avec leurs spécificités (voir encadré).

Éclairage

<figure><img src="image_141.png" /></figure>

Données géographiques en mode raster ou vecteur ?

Il existe essentiellement deux modes de représentation des données spatiales : le mode raster et le mode vecteur.

<figure><img src="image_142.png" /><figcaption>Monde réel ou carte analogique</figcaption></figure>

<figure><img src="image_143.png" /><figcaption>Superposition d'une grille
ou d'un système de coordonnées</figcaption></figure>

0 Champs
1 Lac ou mare
2 Rivière
3 Habitation

<figure><img src="image_144.png" /><figcaption>Matrice résultante</figcaption></figure>

Mode raster

<figure><img src="image_145.png" /><figcaption>Vecteurs résultants</figcaption></figure>

Mode vecteur

LES DEUX MODES DE REPRESENTATION DES DONNEES SPATIALES : LE MODE RASTER ET LE MODE VECTEUR (© MARIUS THERIAUL, UNIVERSITE DE LAVAL, CANADA)

* Le mode raster est une méthode de représentation d'un phénomène géographique par un champ de valeurs (structuré en une grille de cellules régulières). Ce mode est utile surtout pour des phénomènes dont la variation sur une zone est continue, tels que l'altitude ou la direction du vent, ainsi qu'en imagerie telles que la photographie et la télédétection. Il peut toutefois aussi servir pour des entités discrètes telles que les bâtiments, les rivières, les routes, les limites d'unités cartographiques de sol ou de parcelles (moyennant une perte de résolution).

* Le mode vecteur est une méthode de représentation d'un phénomène géographique par des objets (structurés en points, lignes, polygones ou leur composition). Ce mode est utile pour modéliser des entités discrètes telles que les fosses pédologiques, les points de captage, les bâtiments, les rivières, les routes, les limites d'unités cartographiques de sol ou de parcelles, etc.
## 4.4. Sources des bases de données

### Quelques sources de données numériques parmi les plus utilisées

Le tableau en pages suivantes n'est pas un inventaire exhaustif. Il propose quelques sources de données numériques parmi les

plus couramment utilisées. Ces sources sont regroupées par grands ensembles thématiques.

### Des offres en données variables selon les territoires

En fonction des territoires, l'offre en données et surtout les conditions d'accès peuvent être très variables. Les services d'information cartographiques des collectivités territoriales (Région ou Département), des DIREN ou des Agences de l'Eau sont dans de nombreux cas détenteurs d'une information précieuse sur l'existence et la disponibilité de données sur leur territoire.

Internet propose également de multiples services cartographiques qui, outre la consultation de données géographiques standards, offre la possibilité de projeter et cartographier ses propres données.

<figure><img src="image_146.png" /></figure>

#### Au niveau mondial

Au niveau Mondial : Google earth (http://earth.google.com/)

<figure><img src="image_147.png" /></figure>

#### Pour la France

* Le géoportail (http://www.geoportail.fr/)

* Le portail eaufrance sur la normalisation et les données de références sur l'eau (http://sandre.eaufrance.fr/)

* Le site Observatoire des territoires de la DIACT (Délégation Interministérielle à l'Aménagement et à la Compétitivité des Territoires) (http://www.territoires.gouv.fr/)

* Le site INDIQUASOL : Base de Données Indicateurs de la Qualité des Sols (http://www.gissol.fr/)

Dans le cadre du Gis Sol, l'INRA d'Orléans et l'IFEN ont déterminé des indicateurs environnementaux sur la base de la maille 16km x 16km du Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS). Plus d'une centaine d'indicateurs et composants d'indicateurs sont définis et regroupés en trois types :

* indicateurs de pression tels que la densité du réseau routier, la population, le nombre d'Unité Gros Bétail ;

* indicateurs d'état comme la teneur en carbone dans les sols, la texture des sols, la surface drainée ;

* indicateurs de réponse tels que le nombre de stations de mesure de produits phytosanitaires, l'état d'avancement du RMQS.

Les indicateurs ainsi obtenus sont cartographiés sur la totalité du territoire français. L'ensemble des cartes est regroupé au sein d'une application interactive qui permet la visualisation d'objets géographiques dans un navigateur Internet.

<figure><img src="image_148.png" /></figure>

#### Dans les régions

Dans les régions des portails cartographiques existent avec des niveaux de disponibilités des données et conditions d'accès variables. La situation évolue rapidement, la liste ci-dessous n'est qu'un aperçu.

* Alsace : Coopération pour l'information géographique en Alsace CIGAL (http://www.cigal.fr)
* Alsace, Conseil général du Haut-Rhin (http://www.infogeo68.fr)

* Bretagne (http://cartographie.bretagne-environnement.org/)

* Ile-de-France (http://www.ile-de-france.environnement.gouv.fr/)

* Nord Pas de Calais : Sigale (http://www sigale.nordpasdecalais.fr)

* PACA : Centre régional de l'information géographique en Provence Alpes Côtes d'Azur (http://www.crige-paca.org/)

* Poitou-Charentes : Site observatoire régional de l'environnement (http://sigore.observatoire-environnement.org/)

* Poitou-Charentes : Centre de ressources en information territoriale IAAT (http://www.iaat.org/).

<figure><img src="image_149.png" /></figure>

<figure><img src="image_150.png" /></figure>

Mentions légales - Users Rights Copyright

http://indiquasol.orleans.inra.fr/geoindiquasol/main.php
Copyright©2008, INRA, Tous droits réservés.

EXEMPLE D'OFFRE EN DONNEES : ALEA D'EROSION PREPONDERANT DANS CHAQUE CELLULE (16 KM X 16 KM) DU RESEAU DE MESURES DE LA QUALITE DES SOLS (RMQS)

INDICATEUR ENVIRONNEMENTAL PROPOSE EN LIGNE SUR LE SITE INDIQUASOL DU GIS SOL : http://www.gissol.fr/
## QUELQUES SOURCES DE DONNEES NUMERIQUES PARMI LES PLUS UTILISEES

<table><thead><tr><th>Catégorie</th><th>Source</th><th>Contenu</th><th>Echelle, résolution</th><th>Remarques</th><th>Disponibilité</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="6">Topographie</td><td>Bases de données de l'IGN :</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>- BD CARTO®</td><td>Réseaux (routier, ferré, hydrographique, etc.), limites administratives, toponymes, équipements, etc.</td><td>1/50 000</td><td>Données vecteurs</td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr</td></tr><tr><td>- BD TOPO®</td><td>Composantes topographiques du Référentiel à Grande Echelle (RGE)</td><td>1/25 000<br>Résolution métrique</td><td>Données vecteurs</td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr</td></tr><tr><td>- BD ALTI®</td><td>Gamme de MNT<br>Courbes de niveau</td><td>De 1/50 000 à 1/1 000 000</td><td>Données raster ou vecteur</td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr<br>Libre pour BDALTI au pas de 500 m ou 1000 m</td></tr><tr><td>- SCANS 25®</td><td>Scans des cartes au 1/25 000</td><td>1/25 000</td><td>Cartes scannées</td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr</td></tr><tr><td>MNT libres</td><td>Par exemple : SRTM3, couverture mondiale</td><td>Résolution de trois secondes d'arc (93 m à l'Équateur)</td><td>Données raster</td><td>Libre<br>http://seamless.usgs.gov/</td></tr><tr><td>Hydrologie</td><td>Base de données de l'IGN : BD CARTHAGE</td><td>Réseau linéaire, zones hydrographiques, informations ponctuelles</td><td>1/50 000</td><td>Données vecteur</td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr<br>Libre sous condition<br>http://sandre.eaufrance.fr</td></tr><tr><td rowspan="2">Géologie</td><td rowspan="2">Bases de données du BRGM : cartes géologiques de France</td><td rowspan="2">Formations géologiques, contours, éléments structuraux</td><td>1/50 000</td><td>Cartes scannée et données vecteur</td><td rowspan="2">Payant, BRGM http://www.brgm.fr/<br>Consultation libre : http://infoterre.brgm.fr/</td></tr><tr><td>1/250 000</td><td>Cartes scannées</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>1/1 000 000</td><td>Carte scannée</td><td></td></tr><tr><td rowspan="3">Hydrogéologie</td><td>BD RHF</td><td>Référentiel Hydrogéologique Français</td><td>1/100 000</td><td>Données vecteur</td><td>Libre sous condition<br>http://sandre.eaufrance.fr/</td></tr><tr><td>Masse d'eau souterraine</td><td></td><td>1/100 000</td><td>Données vecteur</td><td>Libre sous condition<br>http://sandre.eaufrance.fr/</td></tr><tr><td>Base de données gérée par le BRGM</td><td>Remontées de nappe</td><td>Echelle<br>départementale</td><td>Données raster</td><td>Libre<br>http://www.inondationsnappes.fr</td></tr></tbody></table>
## QUELQUES SOURCES DE DONNEES NUMERIQUES PARMI LES PLUS UTILISEES (SUITE)

<table><thead><tr><th>Catégorie</th><th>Source</th><th>Contenu</th><th>Echelle, résolution</th><th>Remarques</th><th>Disponibilité</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="10">Occupation du sol</td><td>Bases de données de l'IGN :</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>- BD ORTHO®</td><td>Photographies aériennes</td><td>Résolution de 50 cm</td><td>Données raster, MAJ tous les 5 ans</td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr<br>Consultation libre : http://www.geoportail.fr/</td></tr><tr><td>- BD PARCELLE®</td><td>Parcelles cadastrales</td><td></td><td></td><td>Payant, IGN http://www.ign.fr</td></tr><tr><td>Corine Land Cover</td><td>Inventaire biophysique de l'occupation des terres</td><td>1/100 000</td><td>Données vecteur et données raster</td><td>Libre http://image2000.jrc.it/</td></tr><tr><td>Images satellitaires :</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>- MODIS</td><td>Scènes de 2330 km x 10 km</td><td>Résolution de 250 à 1 000 m</td><td rowspan="3">Données raster<br>Nécessitent des compétences en traitement d'image</td><td>Gratuit http://modis.gsfc.nasa.gov/</td></tr><tr><td>- Landsat</td><td></td><td>Résolution de 15 à 60 m</td><td>Payant http://www.landsat.org/<br>http://landsat.gsfc.nasa.gov/</td></tr><tr><td>- Spot</td><td>Scènes de 60 x 60 km</td><td>Résolution de 2,5 à 20 m</td><td>Payant http://www.spotimage.fr/</td></tr><tr><td>Base de données Inventaire Forestier National (IFN)</td><td>Types de formations végétales</td><td>Echelle communale</td><td>Données vecteur</td><td>Payant, IFN http://www.ifn.fr/</td></tr><tr><td rowspan="3">Pratiques agricoles</td><td>RGA</td><td>Recensements agricoles 2000, 1988, 1979</td><td>Echelle communale</td><td>Tableaux</td><td>Libre à payant.<br>Consulter votre DRAF et SCEES, Agreste</td></tr><tr><td>Données PAC</td><td>Statistiques annuelles sur les cultures</td><td>Echelle communale</td><td>Tableaux</td><td>Libre à payant.<br>Consulter votre DRAF et SCEES, Agreste</td></tr><tr><td>TERUTI - LUCAS</td><td>Statistiques pluriannuelles sur l'occupation du sol</td><td>Régions agricoles</td><td>Tableaux</td><td>Sous conditions<br>SCEES, Agreste</td></tr><tr><td rowspan="2">Climat</td><td>Bases de données climatiques METEO FRANCE</td><td>Données par poste météo ou données spatialisées avec méthode AURELHY</td><td>maille km²</td><td>Données raster</td><td>Payant<br>Abonnement, Météo-France</td></tr><tr><td>Base de données libres</td><td>Températures min et max, précipitations (statistiques de 1950 à 2000)</td><td>maille km²</td><td>Données raster</td><td>Libre<br>www.worldclim.org</td></tr></tbody></table>