LES HORIZONS PÉDOLOGIQUES
Lire un sol comme on lit l’histoire d’un paysage
Un sol n’est pas homogène de la surface jusqu’à la roche.
En profondeur, ses propriétés changent progressivement : couleur, texture, structure, teneur en matière organique, racines, porosité, humidité, activité biologique, minéralogie, teneur en carbonates, oxydes de fer ou d’aluminium, etc.
Ces différenciations verticales constituent les horizons pédologiques.
L’étude de ces horizons permet de transformer une simple observation de « terre » en une véritable lecture scientifique du sol.
Une fosse pédologique est, en quelque sorte, une coupe géologique et biologique du fonctionnement du sol.
Elle permet de comprendre non seulement ce qu’est le sol, mais aussi ce qu’il fait avec l’eau, l’air, les racines, les nutriments et le carbone.
1. Qu’est-ce qu’un horizon pédologique ?
Un horizon pédologique est une couche du sol présentant des propriétés et des caractéristiques suffisamment différentes de celles des couches voisines pour être individualisée et décrite.
Cette différenciation peut concerner :
- la couleur ;
- la texture ;
- la structure ;
- la teneur en matière organique ;
- la présence de racines ;
- la porosité ;
- la compaction ;
- la minéralogie ;
- les carbonates ;
- les oxydes de fer et de manganèse ;
- l’hydromorphie ;
- l’activité biologique ;
- le degré d’altération.
Un horizon n’est donc pas simplement une profondeur arbitraire.
Il correspond à une organisation fonctionnelle et génétique du sol.
2. Le profil pédologique
L’ensemble vertical des horizons constitue le profil pédologique.
Un profil simplifié peut être représenté ainsi :
SURFACE ↓ ┌─────────────────────┐ O │ Matière organique │ ├─────────────────────┤ A │ Horizon de surface │ ├─────────────────────┤ E │ Horizon éluvié │ ├─────────────────────┤ B │ Horizon d'altération│ │ ou d'accumulation │ ├─────────────────────┤ C │ Matériau parental │ ├─────────────────────┤ R │ Roche consolidée │ └─────────────────────┘
Cette représentation est volontairement simplifiée.
Tous les sols ne possèdent pas tous ces horizons.
Certains profils sont très simples :
A → C → R
d’autres beaucoup plus complexes :
O → A → E → B → C → R
et certains présentent plusieurs sous-horizons :
A1 → A2 → B1 → B2 → B3 → C…
3. Une précision importante sur les lettres O, A, E, B, C et R
Les lettres utilisées pour les horizons sont des désignations pédologiques.
Elles ne signifient pas que tous les sols possèdent obligatoirement ces horizons dans cet ordre.
Elles indiquent des caractéristiques et des processus dominants.
Il faut donc éviter une lecture trop mécanique du type :
« Tous les sols doivent avoir O-A-E-B-C-R. »
Ce n’est pas le cas.
4. Horizon O — la matière organique de surface
L’horizon O est principalement constitué de matières organiques accumulées à la surface du sol.
On peut y trouver :
- feuilles mortes ;
- aiguilles ;
- brindilles ;
- fragments végétaux ;
- racines mortes ;
- débris animaux ;
- matière organique plus ou moins décomposée.
Il est particulièrement développé dans certains :
- écosystèmes forestiers ;
- milieux humides ;
- tourbières ;
- environnements où la décomposition est lente.
4.1. Les différentes étapes de décomposition
On peut observer une succession :
Litière fraîche ↓Débris partiellement décomposés ↓Matière organique fragmentée ↓Humification ↓Matière organique stabilisée ↓Minéralisation
Il existe donc un continuum entre les débris végétaux fraîchement tombés et la matière organique incorporée au sol.
4.2. Fonction hydrologique de l’horizon O
La litière peut :
- ralentir l’impact des gouttes de pluie ;
- limiter le ruissellement ;
- favoriser l’infiltration ;
- retenir temporairement de l’eau ;
- réduire l’évaporation superficielle ;
- protéger le sol contre l’érosion.
Elle constitue ainsi une première interface hydrologique.
5. Horizon A — l’horizon de surface minéral
L’horizon A est généralement un horizon minéral de surface caractérisé par une influence importante de la matière organique et de l’activité biologique.
On y trouve généralement :
- racines ;
- microorganismes ;
- matière organique ;
- agrégats ;
- minéraux ;
- air ;
- eau.
C’est souvent l’horizon le plus directement exploité par les plantes.
5.1. Un horizon biologiquement très actif
L’horizon A constitue souvent une zone particulièrement importante pour :
- les racines fines ;
- les champignons ;
- les bactéries ;
- les invertébrés ;
- la décomposition de la matière organique ;
- les échanges racines-microorganismes.
Il joue donc un rôle central dans la fertilité biologique.
6. L’horizon E — l’horizon d’éluviation
L’horizon E est un horizon dans lequel certains constituants ont été éluviés, c’est-à-dire mobilisés et exportés vers des horizons plus profonds.
Il peut être appauvri notamment en :
- argiles ;
- matière organique ;
- oxydes de fer ;
- oxydes d’aluminium.
Il apparaît souvent plus clair que les horizons voisins.
On peut le représenter :
EAU ↓ ┌───────────┐ │ Horizon E │ │ ↓ ↓ ↓ │ │ constituants │ mobilisés │ └───────────┘ ↓ ↓ Horizon B
Cette dynamique est particulièrement importante pour comprendre le lessivage.
7. Horizon B — l’horizon de transformation et d’accumulation
L’horizon B est un horizon subsuperficiel qui présente des caractéristiques résultant de processus pédologiques.
Il peut notamment être marqué par :
- accumulation d’argiles ;
- accumulation d’oxydes ;
- transformation des minéraux ;
- accumulation de matière organique sous certaines formes ;
- développement d’une structure particulière ;
- altération importante.
Le B est donc extrêmement important pour comprendre l’évolution du sol.
8. L’horizon B comme zone de stockage
Dans certains sols, les matériaux mobilisés depuis les horizons supérieurs peuvent être transférés vers le B.
On peut alors avoir :
A││ eau + éléments mobilisés↓E││ lessivage↓B│└── accumulation
Le sol devient ainsi un système vertical de transfert.
Cette dynamique est fondamentale pour :
- l’eau ;
- les argiles ;
- les nutriments ;
- le carbone ;
- certains contaminants.
9. Horizon C — le matériau parental
L’horizon C correspond généralement à un matériau peu ou pas transformé par les processus pédologiques majeurs, mais pouvant être déjà altéré.
Il peut être constitué de :
- matériau rocheux altéré ;
- alluvions ;
- colluvions ;
- dépôts sédimentaires ;
- matériaux glaciaires ;
- autres matériaux parentaux.
Le C permet de comprendre le lien entre :
sol actuel ↔ matériau géologique initial.
10. Horizon R — la roche consolidée
L’horizon R correspond à une roche consolidée sous-jacente.
Exemples :
- granite ;
- calcaire ;
- basalte ;
- schiste ;
- grès.
Il ne s’agit pas d’un horizon pédologique au même sens que A ou B, mais il est intégré dans la description du profil comme substratum rocheux.
11. La relation entre les horizons
Les horizons ne doivent pas être étudiés indépendamment.
Ils forment un système vertical.
Par exemple :
ATMOSPHÈRE ↓ PLUIE ↓ ┌─────────┐ │ O │ ├─────────┤ │ A │ ├─────────┤ │ E │ ← lessivage ├─────────┤ │ B │ ← accumulation ├─────────┤ │ C │ ├─────────┤ │ R │ └─────────┘ ↓ EAU PROFONDE
L’eau traverse les horizons.
Mais elle ne se comporte pas nécessairement de la même manière à chaque profondeur.
12. Lire la couleur d’un horizon
La couleur constitue l’un des premiers paramètres observables dans une fosse pédologique.
Elle peut fournir des indications sur :
- matière organique ;
- oxydation ;
- réduction ;
- drainage ;
- minéralogie ;
- accumulation de certains composés.
Couleurs sombres
Elles peuvent être associées à une forte teneur en matière organique, mais l’interprétation doit tenir compte du contexte.
Couleurs rouges ou jaunes
Elles peuvent être associées à des oxydes de fer.
Couleurs grisâtres
Elles peuvent signaler certaines conditions d’hydromorphie ou de réduction.
Marbrures
La présence de taches contrastées peut indiquer des alternances de conditions oxydantes et réductrices liées aux fluctuations de la nappe ou de l’eau du sol.
La couleur est un indice, pas un diagnostic isolé.
13. Lire la texture
Pour chaque horizon, il faut déterminer ou estimer :
- sable ;
- limon ;
- argile.
La texture peut changer fortement avec la profondeur.
Exemple :
A : limono-sableux↓E : sableux↓B : argilo-limoneux↓C : matériau caillouteux
Ce type de profil peut produire des comportements hydrologiques très différents selon la profondeur.
14. Lire la structure
On observe notamment :
- structure grumeleuse ;
- polyédrique ;
- prismatique ;
- massive ;
- lamellaire.
La structure renseigne sur :
- organisation des agrégats ;
- circulation de l’eau ;
- circulation de l’air ;
- pénétration des racines ;
- sensibilité à la compaction.
15. Lire les pores
La porosité est difficile à voir entièrement à l’œil nu, mais certains macropores sont directement visibles.
On peut observer :
- galeries de vers ;
- canaux racinaires ;
- fissures ;
- pores interagrégats.
Ces structures peuvent constituer des voies préférentielles d’écoulement.
Un sol peut donc présenter une infiltration très hétérogène.
16. Lire les racines
La distribution des racines constitue une information extrêmement importante.
On note :
- profondeur maximale ;
- densité ;
- diamètre ;
- racines fines ;
- racines mortes ;
- orientation ;
- obstacles.
Exemple :
0 cm│ █████████████ racines très nombreuses│20 cm│ ████████│40 cm│ ███│60 cm│ █│80 cm│ ───────────────│ couche compacte│100 cm│ aucune racine
Ce profil pourrait indiquer une barrière physique ou hydrologique.
17. Identifier une compaction
Une couche compacte peut se traduire par :
- structure massive ;
- faible porosité visible ;
- racines déformées ou horizontales ;
- eau stagnante temporaire ;
- difficulté de pénétration d’une sonde ;
- contraste net entre horizons.
Elle peut constituer une véritable barrière hydrologique.
18. Les limites entre horizons
Les transitions entre horizons sont elles-mêmes informatives.
Une limite peut être :
- nette ;
- progressive ;
- diffuse.
Elle peut également être :
- plane ;
- ondulée ;
- irrégulière.
Une transition brutale peut signaler :
- changement pédogénétique ;
- dépôt ;
- couche compactée ;
- changement lithologique ;
- activité hydrologique particulière.
19. Construire une fosse pédologique
Une fosse pédologique permet d’observer le profil vertical.
Elle doit être réalisée avec prudence :
- stabilité des parois ;
- absence de réseaux enterrés ;
- accès sécurisé ;
- prévention des chutes ;
- gestion de l’eau ;
- remise en état.
Pour une étude professionnelle, la description doit être réalisée selon un protocole pédologique approprié.
20. Comment lire une fosse pédologique ?
Une lecture efficace peut suivre une séquence standardisée.
Étape 1 — Observer le paysage
Avant même de regarder le profil :
- pente ;
- exposition ;
- végétation ;
- drainage ;
- position topographique ;
- usages ;
- traces d’érosion.
Étape 2 — Observer la surface
Noter :
- couverture végétale ;
- litière ;
- croûte ;
- sol nu ;
- traces de ruissellement ;
- racines superficielles.
Étape 3 — Identifier les horizons
Chercher les changements de :
- couleur ;
- texture ;
- structure ;
- racines ;
- humidité.
Étape 4 — Mesurer les profondeurs
Pour chaque horizon :
profondeur supérieure → profondeur inférieure
Exemple :
| Horizon | Profondeur |
|---|---|
| O | 0–3 cm |
| A | 3–28 cm |
| E | 28–42 cm |
| B | 42–85 cm |
| C | 85–130 cm |
| R | >130 cm |
21. Exemple de profil simplifié
Imaginons un jardin installé sur une ancienne prairie.
0 cm ───────────────────────── O : litière3 cm ───────────────────────── A : sombre, grumeleux, racines abondantes28 cm ──────────────────────── E : plus clair, sableux42 cm ──────────────────────── B : plus argileux, structure polyédrique85 cm ──────────────────────── C : matériau parental130 cm ─────────────────────── R : roche
Cette simple coupe fournit déjà une quantité considérable d’informations.
22. Interpréter l’hydrologie du profil
La question essentielle devient :
Comment l’eau se déplace-t-elle dans ce profil ?
Il faut rechercher :
- infiltration rapide ;
- stockage temporaire ;
- percolation ;
- drainage latéral ;
- stagnation ;
- remontée capillaire ;
- nappe temporaire ;
- barrière hydraulique.
Un horizon argileux situé sous un horizon sableux peut par exemple modifier fortement le mouvement de l’eau.
23. Les contrastes de texture
Un changement brutal de texture peut créer une discontinuité hydrologique.
Exemple :
SURFACE││ sableux│ ↓↓↓↓↓│├────────────────││ argileux│ ↓│ ↓│└────────────────
L’eau peut alors ralentir fortement au niveau du changement de matériau.
Dans certaines conditions, une circulation latérale temporaire peut apparaître.
Cette notion sera essentielle pour concevoir :
- noues ;
- plantations ;
- drains naturels ;
- mares ;
- zones humides ;
- systèmes de récupération de l’eau.
24. Les traces d’hydromorphie
Un sol soumis à des saturations temporaires ou prolongées peut présenter :
- couleurs grisâtres ;
- taches rouille ;
- concrétions ;
- décolorations ;
- alternances de couleurs.
Ces traces permettent de reconstituer partiellement l’histoire de l’eau dans le sol.
Le sol devient ainsi un enregistreur hydrologique.
25. Interpréter la profondeur utile
La profondeur du sol réellement exploitable par les racines peut être limitée par :
- roche ;
- graviers ;
- nappe ;
- couche compacte ;
- horizon chimiquement défavorable ;
- hydromorphie ;
- sécheresse excessive.
Il faut donc distinguer :
profondeur physique
et
profondeur fonctionnelle pour les racines.
Cette distinction est capitale pour le dimensionnement végétal.
26. Profil pédologique et arbre
Prenons deux profils :
Profil A
0–80 cm : sol profond, structuré80–150 cm : matériau exploitable
Profil B
0–30 cm : sol fertile30–40 cm : couche compacte40 cm : roche
Un arbre planté dans les deux situations ne disposera pas du même :
- volume racinaire ;
- stock d’eau ;
- accès aux nutriments ;
- potentiel de croissance ;
- résistance à la sécheresse.
La simple analyse superficielle de la couche 0–20 cm pourrait pourtant conclure que les deux sols sont « bons ».
27. Pourquoi une fosse est plus informative qu’un simple prélèvement
Un prélèvement donne une information ponctuelle.
Une fosse donne une information verticale et structurale.
Elle permet de voir simultanément :
- horizons ;
- racines ;
- cailloux ;
- structures ;
- fissures ;
- interfaces ;
- humidité ;
- compaction ;
- circulation potentielle de l’eau.
Dans une démarche d’ingénierie écologique, cette information est extrêmement précieuse.
28. Fosse pédologique et modèle numérique
Dans la Vision Omakëya™, la fosse peut devenir une source de données pour le modèle numérique du site.
On peut relever :
- profondeur des horizons ;
- texture ;
- densité apparente ;
- teneur en matière organique ;
- humidité ;
- conductivité hydraulique ;
- profondeur racinaire ;
- présence de couches limitantes.
Ces données peuvent ensuite alimenter :
- un SIG ;
- un modèle hydrologique ;
- un modèle de croissance ;
- un jumeau numérique du jardin ;
- une simulation climatique locale.
29. Vers une cartographie tridimensionnelle du sol
Un site ne possède pas nécessairement un seul sol.
Sur quelques centaines de mètres, on peut rencontrer :
- sol plus profond en bas de pente ;
- sol plus mince en haut ;
- zone hydromorphe ;
- zone caillouteuse ;
- remblai ;
- ancienne zone cultivée ;
- sol compacté autour d’un bâtiment.
Il faut donc passer progressivement de :
« le sol du terrain »
à :
« la cartographie spatiale des différents systèmes pédologiques du terrain ».
30. Tableau de lecture d’une fosse
| Élément observé | Information recherchée | Intérêt |
|---|---|---|
| Couleur | matière organique, oxydation, hydromorphie | Hydrologie |
| Texture | sable/limon/argile | Eau et fertilité |
| Structure | agrégation | Infiltration |
| Porosité | macropores/micropores | Eau + air |
| Racines | profondeur et densité | Potentiel végétal |
| Cailloux | charge grossière | Réserve et enracinement |
| Compaction | résistance à la pénétration | Limitation racinaire |
| Carbonates | effervescence, accumulation | Géologie/chimie |
| Matière organique | couleur, structure, analyses | Fertilité/carbone |
| Hydromorphie | traces de saturation | Diagnostic hydrologique |
| Matériau parental | origine géologique | Pédogenèse |
31. Le profil pédologique comme interface entre les disciplines
Une seule fosse permet de faire dialoguer plusieurs sciences.
Pédologie
→ formation et horizons.
Géologie
→ matériau parental.
Hydrologie
→ infiltration et circulation de l’eau.
Botanique
→ enracinement.
Microbiologie
→ activité biologique.
Agronomie
→ fertilité et production.
Agroclimatologie
→ réserve en eau et résistance aux sécheresses.
Ingénierie écologique
→ conception et restauration.
C’est précisément cette convergence qui constitue l’une des bases scientifiques de la Vision Omakëya™.
32. Le principe fondamental
Un profil pédologique ne doit donc pas être simplement décrit comme une succession de couleurs :
O → A → E → B → C → R.
Il faut le lire comme une succession de fonctions et de processus :
MATIÈRE ORGANIQUE ↓ACTIVITÉ BIOLOGIQUE ↓STRUCTURE ↓POROSITÉ ↓INFILTRATION ↓STOCKAGE ↓PERCOLATION ↓NAPPES
Et simultanément :
ROCHE ↓ALTÉRATION ↓MINÉRAUX ↓ARGILES ↓ÉCHANGES IONIQUES ↓FERTILITÉ ↓VÉGÉTATION ↓MATIÈRE ORGANIQUE ↺
33. La grande idée du chapitre
Une fosse pédologique permet finalement de répondre à une question beaucoup plus profonde que :
« De quoi est fait ce sol ? »
Elle permet de demander :
« Comment ce sol fonctionne-t-il ? »
Comment l’eau entre-t-elle ?
Où est-elle stockée ?
À quelle profondeur les racines peuvent-elles descendre ?
Où se trouvent les barrières ?
Quels horizons accumulent les éléments ?
Où se trouve le carbone ?
Où se concentre la vie ?
Où l’eau circule-t-elle rapidement ?
Où peut-elle stagner ?
Et surtout :
Comment modifier ce fonctionnement sans détruire les équilibres déjà construits par le sol ?
C’est à partir de cette lecture fonctionnelle que le Tome 7 pourra passer de la pédologie descriptive à la pédologie opérationnelle, puis à l’hydrologie régénérative.
Lire un sol, c’est lire simultanément son histoire, son architecture et son avenir.
- TOME « SUPP » AGROCLIMATOLOGIE : pour aller plus loin …
- TOME 15 AGROCLIMATOLOGIE : Le Grand Traité de l’Agroclimatologie
- TOME 14 AGROCLIMATOLOGIE : Économie, Gouvernance et Transition Écologique
- TOME 13 AGROCLIMATOLOGIE ! Les Retours d’Expérience
- TOME 12 AGROCLIMATOLOGIE : Mesurer, Diagnostiquer et Piloter les Écosystèmes
- TOME 11 AGROCLIMATOLOGIE ; Les Territoires Résilients
- TOME 10 AGROCLIMATOLOGIE : Modélisation, Simulation et Intelligence Artificielle
- TOME 9 AGROCLIMATOLOGIE : Concevoir les Jardins, Vergers et Fermes Résilients
- TOME 8 AGROCLIMATOLOGIE : Les Plantes du Climat de Demain
- TOME 7 AGROCLIMATOLOGIE : Les Sols Vivants et l’Hydrologie Régénérative
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 6 – Les applications : mise en œuvre de la méthode Omakëya™ à toutes les échelles, du balcon au territoire.
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 5 – L’Ingénierie des Écosystèmes
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 4 – Les Fondements Scientifiques de l’Agroclimatologie (un peu plus loin !)
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 3 – Les Applications de la Vision Omakëya™
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 2 – L’Ingénierie des Écosystèmes Résilients
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 1 – Les fondements scientifiques (initial)
- AGROCLIMATOLOGIE : De la biologie des sols à l’intelligence artificielle, comprendre, concevoir et faire évoluer les jardins, vergers, fermes et paysages capables de résister au climat du futur.