AGROCLIMATOLOGIE : Comprendre l’objet fondamental de la pédologie, de l’agronomie et de l’hydrologie

18 août 202618 août 2026BILLAUT Fabrice

QU’EST-CE QU’UN SOL ?

Comprendre l’objet fondamental de la pédologie, de l’agronomie et de l’hydrologie

Le mot « sol » paraît familier. Pourtant, dès que l’on cherche à le définir précisément, sa complexité apparaît.

Le sol n’est ni simplement de la terre, ni uniquement un matériau minéral, ni seulement le support des plantes.

C’est un système naturel organisé, situé à l’interface entre la lithosphère, l’atmosphère, l’hydrosphère et la biosphère.

Il se forme progressivement sous l’action combinée :

du climat ;
de la roche mère ;
du relief ;
du temps ;
des organismes vivants ;
de l’eau ;
des transformations physiques et chimiques ;
des activités humaines.

Il constitue donc une véritable interface fonctionnelle entre la roche, l’eau, l’air et le vivant.

1. Définition scientifique du sol

En pédologie, le sol peut être défini comme un corps naturel tridimensionnel, organisé en horizons, résultant de l’altération des matériaux géologiques et de l’action combinée du climat, des organismes, du relief, du matériau parental et du temps.

Cette définition implique plusieurs caractéristiques fondamentales.

Le sol est naturel

Même lorsqu’il est fortement modifié par l’homme, il possède une histoire de formation et une organisation propres.

Le sol est tridimensionnel

Il possède :

une largeur ;
une longueur ;
une profondeur.

Il ne faut donc jamais réduire l’étude d’un sol à sa seule surface.

Le sol est organisé

Il présente généralement une succession d’horizons possédant des propriétés différentes.

Le sol évolue

Un sol n’est pas un matériau figé.

Il évolue sous l’effet :

de l’eau ;
des racines ;
des microorganismes ;
du climat ;
de l’érosion ;
des apports ;
des prélèvements ;
des pratiques agricoles.

2. Le sol comme système à plusieurs phases

Un sol fonctionnel est constitué de plusieurs phases.

Phase solide

Elle comprend notamment :

minéraux ;
argiles ;
limons ;
sables ;
graviers ;
matière organique ;
organismes morts ou vivants.

Phase liquide

Il s’agit principalement de l’eau présente dans les pores.

Elle contient également :

ions ;
molécules dissoutes ;
matière organique dissoute ;
gaz dissous.

Phase gazeuse

L’air du sol contient notamment :

azote ;
oxygène ;
dioxyde de carbone ;
vapeur d’eau.

Sa composition peut être très différente de celle de l’atmosphère.

Phase biologique

Elle comprend :

bactéries ;
champignons ;
archées ;
algues ;
protozoaires ;
nématodes ;
collemboles ;
acariens ;
vers de terre ;
insectes ;
racines ;
microorganismes associés aux racines.

On peut donc représenter le sol comme :

                 SOL                  │       ┌──────────┼──────────┐       ↓          ↓          ↓     SOLIDE      EAU        AIR       │          │          │       └──────────┼──────────┘                  ↓               VIVANT                  ↓             INTERACTIONS

C’est précisément cette combinaison qui rend le sol si particulier.

3. Définition agronomique

Du point de vue agronomique, le sol est avant tout un milieu permettant la croissance des plantes et la production de biomasse.

Mais cette définition fonctionnelle est beaucoup plus riche qu’une simple notion de support.

Un sol agronomiquement fonctionnel doit notamment pouvoir :

fournir de l’eau ;
fournir des nutriments ;
permettre l’enracinement ;
assurer une bonne aération ;
permettre les échanges ioniques ;
maintenir une structure favorable ;
héberger une activité biologique ;
permettre la circulation des racines ;
résister raisonnablement à l’érosion.

L’agronome s’intéressera donc particulièrement à :

la texture ;
la structure ;
la profondeur ;
la réserve utile ;
la capacité d’échange cationique ;
le pH ;
la matière organique ;
la salinité ;
la disponibilité des nutriments ;
la compaction ;
la vie biologique.

Une nuance fondamentale

Un sol riche chimiquement n’est pas nécessairement un sol fonctionnel.

Un sol peut contenir beaucoup de nutriments mais présenter :

une mauvaise structure ;
une faible infiltration ;
une forte compaction ;
une mauvaise aération ;
une faible activité biologique.

La fertilité doit donc être considérée comme une propriété systémique.

4. Définition écologique

Pour l’écologue, le sol est un écosystème souterrain.

Il constitue un habitat pour une quantité considérable d’organismes.

On peut y trouver simultanément :

des producteurs ;
des consommateurs ;
des décomposeurs ;
des prédateurs ;
des organismes mutualistes.

Le sol abrite ainsi des réseaux trophiques complexes.

MATIÈRE ORGANIQUE       ↓MICROORGANISMES       ↓MICROFAUNE       ↓MÉSOFAUNE       ↓MACROFAUNE       ↓PRÉDATEURS

Mais ce réseau n’est pas isolé.

Les racines y introduisent du carbone.

La pluie y apporte de l’eau.

L’atmosphère y fournit des gaz.

Les organismes transforment la matière.

Le sol restitue ensuite :

CO₂ ;
eau ;
éléments minéraux ;
biomasse.

Le sol est donc une interface écologique majeure.

5. Définition géologique

Du point de vue géologique, le sol constitue la partie superficielle des matériaux terrestres ayant subi une transformation importante sous l’action :

de l’altération ;
de l’eau ;
de l’atmosphère ;
du climat ;
des organismes.

Il est intimement lié au matériau parental.

Celui-ci peut provenir notamment de :

granite ;
basalte ;
schiste ;
calcaire ;
grès ;
alluvions ;
dépôts glaciaires ;
dépôts éoliens ;
matériaux volcaniques.

La roche initiale influence fortement la composition minérale du sol.

Mais elle ne détermine pas seule le sol final.

Deux sols issus d’un même matériau géologique peuvent devenir très différents selon :

le climat ;
la topographie ;
le drainage ;
la végétation ;
la durée d’évolution ;
l’occupation humaine.

6. Définition hydrologique

Du point de vue hydrologique, le sol est un réservoir et un milieu de transfert de l’eau.

Il reçoit :

pluie ;
irrigation ;
condensation éventuelle.

Il peut ensuite :

infiltrer ;
stocker ;
redistribuer ;
évaporer ;
alimenter les plantes ;
laisser percoler l’eau ;
contribuer au ruissellement.

On peut représenter le bilan simplifié : P=R+I+ET+ΔS

avec :

P : précipitations ;
R : ruissellement ;
I : infiltration/percolation selon le périmètre considéré ;
ET : évapotranspiration ;
ΔS : variation du stockage en eau.

Pour une étude rigoureuse, les termes doivent être définis précisément selon l’échelle spatiale et temporelle du bilan.

7. Le sol comme réservoir hydrique

La capacité d’un sol à stocker de l’eau dépend notamment :

de la texture ;
de la structure ;
de la porosité ;
de la profondeur ;
de la matière organique ;
de la minéralogie ;
de la compaction.

Mais toute l’eau présente dans le sol n’est pas disponible pour les plantes.

Il faut distinguer notamment :

eau gravitaire ;
eau capillaire ;
eau disponible ;
eau fortement retenue.

C’est ce qui conduit à la notion fondamentale de :

réserve utile

La réserve utile constitue un concept central de l’agroclimatologie.

Elle permet de relier :

sol → eau → racines → transpiration → production.

8. Terre, sol, substrat : trois notions à ne pas confondre

Dans le langage courant, les termes sont souvent utilisés comme synonymes.

Scientifiquement, ils ne le sont pas.

9. Qu’est-ce que la « terre » ?

Terre est avant tout un terme courant.

Il peut désigner :

le sol ;
la terre excavée ;
une terre agricole ;
une terre végétale ;
un mélange de matériaux ;
parfois simplement le matériau présent au sol.

Le terme est donc trop général pour une description scientifique précise.

Dire :

« cette terre retient beaucoup d’eau »

ne permet pas de savoir si l’on parle de :

texture ;
structure ;
réserve utile ;
profondeur ;
matière organique ;
porosité.

En pédologie, il faudra donc préciser.

10. Qu’est-ce qu’un sol ?

Le sol est un corps naturel organisé.

Il possède :

une structure ;
des horizons ;
une histoire ;
une dynamique ;
une activité biologique ;
des propriétés physiques ;
des propriétés chimiques ;
des propriétés hydrologiques.

Il est donc davantage qu’un simple mélange de particules.

11. Qu’est-ce qu’un substrat ?

Le substrat est un matériau ou un milieu destiné à servir de support de croissance, particulièrement dans les systèmes horticoles, les cultures en pots, les serres ou les systèmes hors-sol.

Il peut être constitué de mélanges :

tourbe ;
fibres végétales ;
compost ;
écorces ;
perlite ;
vermiculite ;
sable ;
pouzzolane ;
matériaux minéraux.

Un substrat peut reproduire certaines fonctions du sol :

rétention d’eau ;
aération ;
support mécanique ;
stockage de nutriments.

Mais il ne constitue pas nécessairement un sol au sens pédologique.

Exemple

Un mélange :

fibre de coco + perlite + compost

peut être un excellent substrat horticole.

Mais ce n’est pas pour autant un sol naturel organisé en horizons.

12. Qu’est-ce que la roche mère ?

L’expression roche mère est courante mais doit être employée avec précision.

Elle désigne généralement la roche ou le matériau géologique dont l’altération contribue à la formation du sol.

Exemples :

granite ;
basalte ;
calcaire ;
schiste.

Cependant, tous les sols ne dérivent pas directement de la roche située immédiatement sous eux.

Un sol peut se développer dans un matériau transporté :

alluvions ;
colluvions ;
loess ;
dépôts glaciaires ;
matériaux volcaniques.

On parle alors plus rigoureusement de matériau parental.

13. Qu’est-ce qu’un horizon ?

Un horizon pédologique est une couche du sol présentant des caractéristiques suffisamment distinctes pour être identifiée et décrite.

Un profil de sol peut être schématiquement représenté :

          SURFACE             ↓┌─────────────────────┐│ O — matière organique│├─────────────────────┤│ A — horizon de surface│├─────────────────────┤│ E — horizon lessivé   │├─────────────────────┤│ B — horizon d'altér.  │├─────────────────────┤│ C — matériau parental │├─────────────────────┤│ R — roche consolidée  │└─────────────────────┘

Tous les sols ne possèdent évidemment pas tous ces horizons.

La succession dépend de leur histoire et de leur environnement.

14. Pourquoi les horizons sont-ils différents ?

Les horizons résultent notamment de processus tels que :

accumulation de matière organique ;
lessivage ;
illuviation ;
altération des minéraux ;
accumulation d’argiles ;
oxydoréduction ;
activité biologique ;
transformations structurales.

Le profil vertical devient donc une véritable archive de l’histoire du sol.

15. Le profil pédologique : lire le sol verticalement

Une analyse correcte ne doit pas se limiter aux premiers centimètres.

Il faut observer :

profondeur ;
couleur ;
texture ;
structure ;
racines ;
cailloux ;
pores ;
traces d’hydromorphie ;
compaction ;
transitions entre horizons.

Une fosse pédologique peut révéler des informations impossibles à obtenir à partir d’un simple prélèvement superficiel.

16. Une distinction fondamentale : sol ≠ matériau

Deux matériaux peuvent avoir une texture similaire mais des comportements très différents.

Par exemple :

sable minéral brut

horizon sableux riche en matière organique et fortement structuré

peuvent présenter des propriétés hydriques et biologiques très différentes.

La texture n’est donc qu’une partie de l’équation.

17. La texture

La texture décrit la proportion relative des fractions minérales :

argile ;
limon ;
sable.

Elle influence :

rétention d’eau ;
infiltration ;
drainage ;
CEC ;
aération ;
travail du sol.

Mais :

texture ≠ structure.

Cette distinction sera fondamentale dans la suite du tome.

18. La structure

La structure décrit la manière dont les particules s’organisent en agrégats.

Elle dépend notamment :

de l’activité biologique ;
de la matière organique ;
des argiles ;
des racines ;
des cycles humidification-dessiccation ;
des pratiques agricoles.

Un sol argileux peut être :

très bien structuré ;
ou fortement compacté.

Même chose pour un sol sableux.

19. La porosité : l’architecture invisible

Entre les particules et les agrégats se trouvent des pores.

Ils constituent le réseau de circulation :

de l’eau ;
de l’air ;
des racines ;
des microorganismes.

On distingue généralement :

Macropores

Importants pour :

infiltration rapide ;
drainage ;
aération.

Micropores

Importants pour :

stockage de l’eau ;
rétention capillaire.

La distribution des pores est donc fondamentale pour comprendre le comportement hydrologique.

20. Un modèle conceptuel complet

On peut finalement représenter le sol comme :

                    CLIMAT                      ↓                 PRÉCIPITATIONS                      ↓                ┌───────────┐                │    SOL    │                └───────────┘                 ↙    ↓    ↘              EAU   AIR   VIVANT               ↓     ↓      ↓           STOCKAGE  O₂   RACINES               ↓            ↓           NUTRIMENTS ← MICROBIOLOGIE               ↓            ↓               └──── PLANTES                       ↓                    BIOMASSE                       ↓                   MATIÈRE                   ORGANIQUE                       ↓                      SOL

Le sol apparaît alors non comme une simple couche de terre, mais comme un système dynamique de transformation et de stockage.

21. Tableau de synthèse

Terme	Définition simplifiée	Fonction principale
Terre	Terme courant désignant un matériau du sol	Usage général
Sol	Corps naturel organisé et évolutif	Eau + vie + nutriments + support
Substrat	Matériau utilisé comme milieu de culture	Support horticole
Matériau parental	Matériau géologique à l’origine du sol	Source minérale
Roche mère	Terme courant pour une roche à l’origine du matériau	Héritage géologique
Horizon	Couche pédologique différenciée	Organisation verticale
Profil pédologique	Ensemble vertical des horizons	Lecture de l’histoire du sol

22. Le principe fondamental du Tome 7

Cette première distinction permet d’établir une règle qui sera reprise dans tout l’ouvrage :

On ne peut pas concevoir l’eau d’un écosystème sans comprendre son sol.

Et inversement :

On ne peut pas comprendre complètement un sol sans étudier l’eau qui le traverse.

Le sol et l’eau forment donc un couple indissociable :

structure → porosité → infiltration → stockage → disponibilité → végétation → matière organique → structure.

C’est cette boucle qui permettra, dans les chapitres suivants, de passer de la simple description d’un sol à son diagnostic fonctionnel, puis à sa restauration et à son pilotage hydrologique.

Le sol n’est pas ce qui se trouve sous nos pieds.

Le sol est l’un des systèmes vivants qui permet au paysage de fonctionner.