Les planosols : sols à engorgement superficiel et circulation d'eau latérale

De Les Mots de l'agronomie.

Auteur : Denis Baize

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Article accepté le 5 février 2013
Article mis en ligne le 5 février 2013


Définition

Sols définis principalement par leur morphologie différenciée (granulométrie, structure, perméabilité), elle-même étroitement liée à un type particulier de fonctionnement hydrique. Dans tous les cas, un grand contraste existe entre des horizons supérieurs perméables qui sont saisonnièrement le siège d'engorgements et présentent donc des caractères d'oxydo-réduction marqués et un horizon plus profond dont la perméabilité est très faible ou nulle (« plancher »).

Le cas le plus courant est celui des planosols dits « texturaux » qui présentent une forte différenciation granulométrique entre horizons supérieurs limoneux ou sableux et des horizons plus profonds, beaucoup plus argileux et très peu perméables. En outre, ce changement textural est très brusque (sur 1 ou 2 cm) entre horizons supérieurs et horizons plus profonds et le contact est sub-horizontal. Les nappes perchées temporaires qui se forment à ce niveau ont un écoulement essentiellement latéral.

Il est à noter que les planosols ont des morphologies similaires obtenues à partir de processus pédogénétiques différents : lessivage latéral, dégradation in situ des minéraux argileux, évolution ultime de sols lessivés, dépôt initial de deux sédiments de granulométrie différente, etc. (voir ci-après, historique).

Contrairement à ce que l'on croyait initialement, les planosols ne se limitent pas « aux climats de type méditerranéen à tropical à saisons très contrastées » (Duchaufour, 1972). En effet, en France du nord comme au Luxembourg, les planosols texturaux sont assez courants, développés dans des matériaux sédimentaires argileux de tous âges (Trias, Lias, Crétacé inférieur, Éocène, Miocène), de faciès marins ou lagunaires (Baize, 1995).

Dans le reste du monde, les planosols sont surtout localisés en Amérique du sud (Colombie, Uruguay, Brésil, Argentine), aux USA et en Australie, dans des régions où ils portent steppes, prairies ou savanes.


Historique et processus

Dudal (1972) a rédigé un petit historique des hypothèses qui se sont succédé à propos de la formation des planosols. En voici quelques extraits (la traduction est de nous) :

« Le grand groupe des planosols fut introduit dans la classification des sols de l'USDA (United States Department of Agriculture) en 1938 (Baldwin et al., 1938). Le terme "planosol" fut inventé pour dénommer des sols se trouvant sur des reliefs plats, affectés par des engorgements saisonniers et ayant un horizon de surface blanchi surmontant brusquement un claypan ou un niveau dur cimenté. Le concept de planosol reçut peu d'écho à l'extérieur des USA. (...) Dans les années 30, (...) l'étude des "sols à claypan" ou planosols révéla que l'illuviation [transfert vertical] d'argile ne pouvait justifier la différenciation granulométrique fortement marquée qui les caractérisait. (...) Nikiforoff & Drosdoff (1943) attribuèrent la forte différenciation dans un sol à claypan à la destruction d'une grande partie des minéraux argileux, spécialement du groupe des montmorillonites, dans la partie supérieure du profil. (...) En URSS, Rozanov (1957) nota que le fort blanchiment des horizons de surface, accompagnant la différenciation granulométrique marquée, avait lieu sous l'influence d'un excès d'eau en surface, plutôt que par podzolisation. (...) En France, Servat (1966) suggéra que dans certains cas la différenciation granulométrique était due à un mouvement latéral d'argile et n'était pas nécessairement en rapport avec une accumulation d'argile illuviale. Pour distinguer les deux processus, il introduisit le terme de "sols lavés" en opposition à "sols lessivés". »

Le terme s'est généralisé depuis les années 1970, notamment suite à son utilisation au plus haut niveau taxonomique dans la légende de la carte mondiale des sols (FAO/UNESCO, 1975).

En nous limitant aux études françaises, nous pouvons aussi citer :

L'introduction de la notion de « planosols lithomorphes » par Favrot et Legros (1972), sols dont la différenciation texturale est la conséquence immédiate de la nature hétérogène du matériau parental originel (en l'occurrence la nappe détritique Bourbonnaise au nord du Massif central).

La notion de "planosols secondaires" proposée par Bégon et Jamagne (1972), sols dont l'évolution planosolique ultime s'est greffée sur un processus antérieur de lessivage d'argile.

Sans oublier la thèse de Baize (1983) relative aux planosols de Champagne humide et les travaux de Lamotte et al. (1988) en forêt d'Orléans (les principaux résultats de ces travaux sont repris dans Baize, 1995).

Désormais, les planosols constituent toujours une catégorie taxonomique de niveau supérieur aussi bien dans le Référentiel pédologique (dès sa première version de 1992 – Association Française pour l'Etude du Sol, 2008) que dans la World Reference Base for Soil Resources (International Union of Soil Science, Working Group, 2006).


Difficultés de mise en valeur – Drainage agricole

La mise en valeur agricole des planosols pose de nombreux problèmes. Leur fonctionnement hydrique est caractérisé par des engorgements saisonniers, intenses, mais parfois fugaces, par des nappes perchées superficielles temporaires qui circulent rapidement et s’évacuent latéralement au contact du plancher peu perméable.

Les horizons de surface sont souvent à structure instable, à faible réserve hydrique et engorgés une partie de l’année, alors que les horizons sous-jacents sont souvent compacts, difficilement pénétrables par les racines et par l’eau. Les planosols sont donc à la fois trop humides en hiver et au printemps et trop secs en été : le mauvais enracinement des plantes occasionné par les excès d’eau d’hiver et de printemps accroît encore leur caractère « séchard ».

Les horizons supérieurs sont soumis temporairement, mais souvent, à l’anoxie ; ils sont appauvris en argile et en fer. Ils présentent fréquemment une forte acidité, leur fertilité chimique étant alors faible. Dans certains cas, l’abondance de l’aluminium échangeable peut occasionner des toxicités.

Quant aux horizons profonds argileux et/ou compacts, ils présentent un réservoir utilisable restreint pour l’eau, du fait de leur porosité trop fine et des difficultés d’enracinement.

La teneur en minéraux des planosols est souvent très faible, notamment dans toute la zone intertropicale humide. Mais elle peut être plus élevée en zone plus sèche avec souvent des risques de salinisation de différents types. En milieu tempéré, en particulier sur glauconie, les réserves minérales du plancher argileux sont parfois plus élevées tout en restant peu disponibles.

Les planosols demandent des techniques de drainage adaptées à leur morphologie (superposition de deux couches aux propriétés contrastées) et à leur fonctionnement hydrique particulier (Baize, 1983 ; 1984). Dans un ouvrage consacré au drainage agricole, Concaret et al. (1981) traitent des « sols à stagnation de subsurface » ou des « sols à circulation de subsurface » ce qui inclut tous les planosols (fig. 1 et annexe 1).

Ces techniques consistent en la pose de drains au fond de tranchées. Elles sont efficaces à deux conditions : qu'il y ait persistance de l' « effet tranchée » et b) que les drains soient posés en oblique par rapport à la pente du terrain.

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Fig. 1: Fonctionnement des sols à stagnation (d'eau) de sub-surface (Concaret et al., 1981, p. 187). Les horizons supérieurs mieux structurés et/ou plus perméables ont généralement une épaisseur comprise entre 20 et 40 cm.

Références citées

  • AFES, 2008. Référentiel Pédologique 2008. D. Baize, M.C. Girard éds. Quae, Paris. 480 p. Présentation sur le site de Quae.
  • Baize D., 1983. Les Planosols de Champagne Humide. Pédogenèse et fonctionnement. Thèse Doctorat ès Sciences, Université de Nancy. INRA Orléans, 358 p. Texte intégral sur le site de l'AFES.
  • Baize D., 1984. Fonctionnement hydrique de planosols en Champagne Humide. C.R. colloque Fonctionnement hydrique & comportement des Sols. AFES, Plaisir : 21-32.
  • Baize D., 1995. Les sols argileux appauvris en argile sous climat tempéré humide. Planosols texturaux, Pélosols Différenciés et autres solums. Étude et Gestion des Sols, 2, 4 : 227-240. Texte intégral sur le site de l'AFES.
  • Baldwin M., Kellogg C.E., Thorp J., 1938. Soil classification. In : Soils and Men, Yearbook of Agriculture. U.S. Dept. of Agriculture, Washington.
  • Bégon J.C, Jamagne M., 1972. Sur la genèse de sols limoneux hydromorphes en France. In : Pseudogley and Gley. Schlichting E & Schwertmann U. (ed.) C. R. des commissions V et VI de l’AISS. Stuttgart : 307-316.
  • Concaret J., Crécy J. de, Guyot J., Perrey C., Trouche G. (coord), 1981. Drainage agricole. Théorie et pratique. Chambre régionale d'agriculture de Bourgogne. 509 p.
  • Duchaufour Ph., 1972. Processus de formation des sols. Centre Régional de Documentation Pédagogique, Nancy. 184 p.
  • Dudal R., 1972. Planosols. In : Pseudogley and gley. Schlichting E & Schwertmann U. (ed.) C.R. des commissions V et VI de l'AISS, Stuttgart : 275-285.
  • FAO – Unesco, 1975. Carte mondiale des sols. Vol. 1, Légende. Paris, 62 p.
  • Favrot J. C., Legros J. P., 1972. A propos d'un type de sol hydromorphe en France : le planosol lithomorphe. Bull. Ass. Fr. Étud. Sol, 6: 243-249.
  • IUSS Working Group WRB, 2006. World Reference Base for Soil Resources. 2nd edition. World Soil Resources Reports 103. FAO, Rome.
  • Lamotte M., Bruand A., Duval O., Humbel F.X., 1988. Un système planosol-sol hydromorphe en Forêt d’Orléans. Science du sol, 26 (3) : 139-155.
  • Nikiforoff C.C., Drosdoff M., 1943. Genesis of a clay pan soil. II. Soil Science, 56: 43-62.
  • Rozanov B.G., 1957. On the nature of contact bleached horizon in two-layered contrasting parent materials. Pochvovedenie, 5, pp. 17-24.
  • Servat E., 1966. Sur quelques problèmes de cartographie pédologiques en région méditerranéenne. C.R. Conf. sols méditerr. Soc. Esp. Ciencia del Suelo, Madrid: 407-411.
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