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Connaissance et développement durable

Caractéristiques et fragilité des sols

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publié le 24 juin 2016 (modifié le 12 août 2021)

1. Diversité géologique

La Lorraine est caractérisée par une très grande variété de roches mères géologiques, datant de l’ère primaire et de l’ère secondaire, à laquelle s’ajoute une gamme de conditions climatiques en fonction de l’altitude. Il en résulte une très grande diversité de types de sols. Ainsi, sur les matériaux anciens, les roches granitiques et gréseuses des Vosges, les sols acides dominent, tandis que sur les dépôts sédimentaires jurassiques et triasiques, les sols argilo-calcaires sur marnes alternent avec les sols calcaires sur roches dures. À ces matériaux s’ajoutent les formations superficielles telles que les alluvions et les limons.

Les sols de Lorraine ont fait l’objet d’études approfondies dès les années 60 et de nombreuses cartes de sols ont été publiées qui offrent différents usages selon les échelles et les paramètres enregistrés (didactique, planification, opérationnel). Comme l’ensemble du territoire français, la Lorraine bénéficie de l’inventaire national réalisé dans le cadre du programme IGCS (Inventaire, gestion et conservation des sols). De même, les sols de Lorraine font partie du RMQS (réseau de mesures de la qualité des sols) destiné à établir la qualité des sols et son évolution.

Intensité du risque d'érosion en grand format (nouvelle fenêtre)
Intensité du risque d’érosion

2. Fragilité des sols

Les sols de Lorraine sont en majorité occupés par l’agriculture (54%) et les espaces naturels (forêts) représentent une forte proportion du territoire (40% environ). Les sols agricoles sont marqués par l’excès d’eau (hydromorphie) qui a suscité d’importantes opérations de drainage depuis les années 1970. Le drainage qui permet la mise en culture de terres humides, modifie le régime hydrique général, l’organisation du parcellaire, conduit à la raréfaction des écosystèmes humides et, globalement, à accroître les émissions de GES. Au plan environnemental, les sols n’échappent pas aux menaces qui affectent la ressource en sols à l’échelle du globe et en perturbent les fonctions majeures : alimentaire, réservoir de biodiversité, filtre et échange.
Les sols agricoles subissent trois types de dégradations liées à l’intensification :

  • l’érosion, augmentée par l’accroissement de la taille du parcellaire, les performances techniques et l’absence de couvert végétal en hiver ;
  • la compaction, processus majeur de dégradation de la fertilité physique des sols, notamment due à la mécanisation (agriculture et forêt) ;
  • la perte de matière organique, facteur clé de la fertilité des sols et source de GES.

L’artificialisation et la contamination constituent deux autres phénomènes de dégradation de la ressource en sols. Le territoire urbanisé et artificialisé est en constante augmentation. Ainsi, de 1993 à 2004, la Lorraine a perdu 20 000 hectares de terres agricoles et naturelles au bénéfice du bâti et de l’artificialisation. Ces pertes sont irréversibles.
La région est aussi marquée par d’importantes surfaces délaissées par les mutations industrielles où les sols naturels ont été remplacés par des technosols (contenant des matériaux technologiques) pouvant receler des pollutions. Cette spécificité de la Lorraine l’a amenée à développer un savoir-faire et une recherche ciblés vers la requalification des sols industriels, qui la positionnent au premier plan national pour la gestion des sites et sols dégradés. Ainsi, le Groupement d’Intérêt Scientifique sur les Friches Industrielles (GISFI), consortium de 12 laboratoires de recherche publique de Lorraine, a été retenu dans le cadre du Contrat de Plan État-Région au titre du volet "Après Mines". Dans un contexte d’accroissement de la population mondiale, le sol est une ressource limitée qu’il convient de placer au premier plan des préoccupations environnementales. Les sols de Lorraine n’échappent pas à cette logique que toute politique devrait prendre en compte prioritairement tant leur protection que leur restauration.

3. L’érosion des sols

Dans les zones agricoles, le ruissellement lié à de fortes précipitations entraîne le départ de terre par érosion, de façon insidieuse en emportant les éléments fertiles, de façon spectaculaire en creusant des ravines. Les phénomènes sont souvent irréversibles. L’érosion est donc souvent à l’origine de coulées boueuses. D’où l’intérêt de faire la synthèse des données existantes sur l’érosion des sols à l’échelle du territoire français en particulier dans les zones agricoles, en définissant un indicateur d’aléa (ou de risque érosif). On ne prend en compte ici que le risque lié à l’érosion des terres agricoles et naturelles (érosion dite de surface), en laissant de côté l’érosion des berges des cours d’eau et l’érosion des régions de haute montagne, qui relèvent de facteurs différents. L’érosion est envisagée du point de vue des surfaces
émettrices de particules solides et non du point de vue du transport de ces particules dans les cours d’eau. L’aléa est estimé en tenant compte du type d’occupation des sols (terres arables, cultures permanentes, prairies, forêts), de la sensibilité du sol à la battance (phénomènes de colmatage de la surface par des particules fines sous l’effet des précipitations, induisant la formation d’une croûte de battance favorisant du ruissellement), de l’érodibilité des sols (texture du sol croisée avec les paramètres physico chimiques et le type de culture), du relief et du climat.
Sont ainsi définies 5 classes de risques d’érosion de 1 à 5 (risque fort =5) plus une classe sans objet pour les sols non concernés (hors agricoles et naturels). indicateur 2 - Mouvements de terrain en grand format (nouvelle fenêtre)
Les coulées boueuses sont une manifestation spectaculaire de l’érosion qui affecte aussi bien les zones agricoles (ravinement, submersion de culture,) que les infrastructures et installations économiques (chaussées submergées).
Leurs conséquences sont la dégradation du potentiel agricole du sol et de la qualité des cours d’eau (accroissement de la turbidité, transfert des métaux lourds et des pesticides).
Elles font le plus souvent l’objet de demandes d’indemnisations au titre des catastrophes naturelles. La période pluvieuse de la fin des années quatre-vingt-dix a vu une forte progression des coulées boueuses, qui ont touché 12% des communes lorraines en 1997 (20% des communes mosellanes).

Depuis 1985, 711 communes ont été touchées par une ou plusieurs coulées boueuses en Lorraine. Le département de la Moselle est le plus concerné, avec 20% des communes en 1995 et en 1997.