Pédoclimat

Auteur : Denis Baize
Pédologue, directeur de recherche à l’Inra (Orléans), en retraite.

Le point de vue de...
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Voir aussi (articles complémentaires)
Classification des sols
Microclimat
Terroir
Excès d'eau
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Anglais :	soil climate, pedoclimate
Allemand :	Bodenklima, Pedoklima
Espagnol :	clima del suelo, pedoclima
Italien :	clima del suolo, pedoclima
Informations complémentaires
Article accepté le 9 mars 2010
Article mis en ligne le 3 novembre 2010

Définition

Ensemble des conditions de température et d'humidité régnant dans les horizons d'un sol, sans oublier les proportions d’oxygène et de CO₂ dans la phase gazeuse. Ces conditions présentent des variations diurnes et saisonnières. Ce climat interne résulte de facteurs climatiques extérieurs généraux (précipitations et température) interagissant avec des conditions stationnelles (exposition et position du solum dans le paysage) et des caractères intrinsèques (nature des constituants, profondeur de l’horizon considéré, qualité et stabilité de la structure). Il détermine principalement les propriétés d’aération, si importantes pour l’activité biologique.

Gobat et al. (2003 : 60, 62) apportent des compléments à cette définition et fournissent des exemples très parlants : « Le climat interne du sol, ou pédoclimat, est relié au climat général par des flux de chaleur, dépendant des saisons, et par les précipitations ; mais, à cause des constituants et des propriétés du sol, il atténue ou amplifie les caractères de ce dernier. A l’échelle des organismes [vivants], le pédoclimat est constitué de multiples microclimats, reflétant des situations parfois très localisées et pouvant changer sur quelques centimètres, voire millimètres. La profondeur du sol, sa couleur, sa structure ou son taux d’humidité sont autant de facteurs créant une forte hétérogénéité microclimatique ».

Historique

Les notions de « terres froides » s’opposant aux « terres chaudes » existent depuis l’antiquité dans les approches empiriques de désignation des terres par les agriculteurs. Gasparin (1843, t. 1, p. 183, 219, etc.) est probablement un des premiers à mettre en évidence la nécessité de lier cette notion non seulement à un aspect thermique mais aussi à l’interaction température - humidité du sol.

C’est seulement en 1937 que le concept s’affiche en tant que tel dans la littérature scientifique francophone avec l’utilisation de la locution ‘climat du sol’, par Demolon, qui l’insèrera plus tard dans la 4^e édition (1948) de son livre La dynamique du sol (chap. IX). Il semble que ce soit seulement en 1954 que cette notion de ‘soil climate’ ou ‘pedoclimate’ apparaît dans un ouvrage en anglais, Tropical soils de Mohr & Van Baren, en référence à une publication allemande de Geiger en 1927, mais qui ne concerne pas directement le sol dans son ensemble, mais seulement sa surface. Mohr & Van Baren (1954) ne citent pas du tout Demolon.

Enfin, cette notion est curieusement absente des ouvrages généraux de pédologie et de science du sol jusqu’au début des années 1960.

En 1958, dans le Dictionnaire des sols de Plaisance et Cailleux, pédoclimat est défini très succinctement comme le « climat du sol ». Au mot « climat », on peut lire : « Il faut distinguer le climat de l’atmosphère et celui du sol. Ils influent d’ailleurs l’un sur l’autre... Le climat atmosphérique impose au sol certaines conditions ou effets physiques (dessiccation, évaporation), chimiques (précipitation), biologiques (activité de certaines bactéries), qui peuvent affecter soit toute une grande région, soit des portions très limitées (mésoclimat des buttes, pentes, dépressions ; microclimat des pores et fissures du sol)... A l’intérieur même du sol, il faut distinguer les microclimats des divers horizons... Réciproquement, le climat du sol influe très fortement sur le climat de l’atmosphère voisine, donc sur les parties externes des végétaux (température au ras du sol, brumes) ».

La classification pédologique française, telle que présentée par Aubert dans le cadre d’un symposium à Gand en 1962, s’appuie beaucoup et explicitement sur la notion de pédoclimat pour définir des sous-classes (deuxième niveau hiérarchique). Exemples : la sous-classe des « Sols à mull des pays tempérés » définis par leur « pédoclimat frais toute l’année ou au moins pendant la saison des pluies » ; celle des « sols hydromorphes moyennement ou peu humifères » définis par leur « pédoclimat temporairement sec sur une partie importante du profil ».

Curieusement, le terme pédoclimat a pratiquement disparu de la Classification des sols publiée cinq ans plus tard (1967) par la C.P.C.S. (Commission de pédologie et de cartographie des sols) Ce sont très généralement des considérations explicitement (méga-)climatiques qui servent à distinguer les sous-classes (par ex. parmi les classes des sols brunifiés, des sols minéraux bruts, des sols peu évolués, des sols ferrallitiques, etc.). La raison en est probablement que, à cette époque, les auteurs de cette classification se sentaient incapables de bien caractériser les pédoclimats et préféraient se référer aux grandes zones climatiques mondiales.

Et pourtant, dans l’introduction générale de cet ouvrage, on peut lire : « Dans la mesure du possible, la différenciation des sous-classes repose sur des critères résultant des conditions du pédo-climat. (...). Nous avons donc donné à la notion de pédo-climat un contenu très élargi dans lequel entrent non seulement les notions de température et de plus ou moins grande humidité du sol (liées ou non au climat local), mais aussi à la notion de concentration des solutions du sol en certains ions, que ce soient des cations comme le sodium ou le calcium. L’ion hydrogène, lui aussi intervient à ce niveau au moins indirectement par l’intermédiaire de la notion de milieu réducteur ou oxydant. (...) Les éléments principaux sont la température, l’humidité, l’état réduit ou oxydé, la concentration des solutions du sol en tel ou tel cation (tous ces facteurs ayant des variations annuelles, saisonnières ou même journalières) ».

Le terme pédoclimat est absent de la première édition du Précis de Pédologie de Duchaufour (1960), qui définit pourtant le « microclimat du sol » (p. 62). Dix ans plus tard (1970), dans la 3e édition du même Précis de Pédologie, « microclimat du sol » est remplacé par « pédoclimat », avec, mot pour mot, la même définition : « Le microclimat du sol ou pédoclimat peut se définir comme la résultante des variations de température et d’humidité du profil ; il subit des variations plus ou moins grandes, suivant la profondeur, et par conséquent toute étude précise du pédoclimat devrait tenir compte, d’une part des profils thermiques, d’autre part des profils hydriques, et étudier leurs variations ». Et l’auteur souligne « l’importance exceptionnelle du pédoclimat – que l’on ne connaît généralement pas de manière suffisamment précise – pour expliquer les divers processus de pédogenèse ».

Depuis lors, ce terme a été largement utilisé par Duchaufour dans tous ses ouvrages, notamment dans les deux éditions de Pédologie I – Pédogenèse et classification de 1977 et de 1983. Un chapitre spécial de 4 pages sera consacré par Bonneau à la « Notion de pédoclimat » dans Pédologie 2 – Constituants et propriétés du sol dans les 2 éditions de 1979 et de 1994.

Étude et classification des pédoclimats

Bonneau (1979) fait le constat suivant : « Il est manifestement difficile, dans une tentative de classification des pédoclimats, de se dégager d’une classification climatique. C’est normal, mais cela traduit aussi l’insuffisance des recherches qui permettraient de caractériser les conditions pédoclimatiques elles-mêmes ».

Duchaufour (1988) s’exprime en pédogénéticien : « Certaines classifications ont accordé une importance particulière au pédoclimat pour définir les sous-classes (ou sous-ordres), donc à un niveau [hiérarchique] élevé : par exemple la classification française de 1967 et la Soil Taxonomy. Malheureusement, la définition et la classification des pédoclimats manquent encore de précision ; les tentatives faites par la Soil Taxonomy pour donner des critères chiffrés sont difficilement applicables : dans ces conditions, il paraît préférable de prendre en compte les caractères intrinsèques du sol, visibles ou au moins mesurables, qui sont l’expression du pédoclimat et renseignent indirectement à son sujet ».

Importance des pédoclimats

Duchaufour (1970), nous l’avons vu, souligne « l’importance exceptionnelle du pédoclimat pour expliquer les divers processus de pédogenèse ».

Le pédoclimat influe d’une part sur la pédogenèse, d’autre part sur la végétation. Bonneau (1979) en précise l’importance : « Les facteurs du pédoclimat influent sur les processus de développement et de fonctionnement du sol, ainsi que sur les rapports sol-plante ». Il détaille ensuite successivement les différents domaines où il joue un rôle : a) action directe (températures, humidité) ou indirecte (via les formes d’humus) sur les processus d’altération (hydrolyse, acidolyse, complexolyse) ; b) sur l’activité des micro-organismes (bactéries, champignons) et la composition de la micro-flore (nitrification, ammonification, dénitrification plus ou moins active en fonction de la température, de l’humidité, de l’oxygénation et des conditions d’oxydo-réduction) ; c) sur l’évolution des matières organiques (minéralisation vs accumulation, formes d’humus forestières mull, moder, amphimus, mor, anmoor, etc.) ; d) sur la forme et la disponibilité des éléments (mobilisation et transferts du fer et du manganèse, rétrogradation du potassium entre les feuillets des illites ; e) sur la vie des racines et donc la qualité et la profondeur des enracinements des plantes annuelles et des végétaux pérennes (aération vs anoxies) dans toute l’épaisseur du sol. Il faut y ajouter la vitesse de germination des graines.

La prise en compte du pédoclimat (qui ne concerne pas seulement les horizons de surface) est particulièrement importante dans le cas de la vigne car cette plante pérenne est très profondément enracinée. Vaudour et al. (2005 : 112-113) consacrent tout un paragraphe à l’« importance du pédoclimat dans le fonctionnement du terroir viticole », et précisent : « La température du sol constitue un critère de différenciation entre terroirs pour une année donnée. L’importance du pédoclimat thermique sur la précocité de la vigne, ainsi que sur le niveau de maturité atteint au moment des vendanges, a été démontrée dans les vignobles en conditions septentrionales, tels que les vignobles angevin et alsacien ».

« L’influence du sol sur le comportement de la vigne et sur la constitution du raisin se situe davantage au niveau de l’alimentation en eau qu’il fournit à la vigne qu’au niveau de la nutrition minérale. Une contrainte hydrique modérée est favorable à la qualité, car elle favorise un arrêt de croissance précoce des rameaux et elle limite le grossissement des baies. Elle est atteinte plus facilement dans les sols possédant de faibles réserves hydriques... ».

La saturation par l’eau, temporaire ou permanente, de tel ou tel horizon constitue une des facettes du pédoclimat. Elle peut avoir des conséquences sur la nutrition azotée. Ces points seront traités à l’article Excès d'eau.

Remarque : ne pas confondre « pédoclimat » avec « pédoclimax ». Ce dernier terme pouvant être défini comme le stade évolutif supposé d’un sol considéré comme en équilibre définitif avec le climat général et la végétation.

Références citées

• Aubert G., 1962. La classification pédologique française. Symposium sur la classification des sols. Gand, mai-juin 1962.
• Baize D., 2004. Petit lexique de pédologie, INRA, Paris. 272 p. Présentation sur le site des Éditions Quae.
• Bonneau M., 1979. Notion de pédoclimat. p. 329 In : Duchaufour et Souchier (dir). Pédologie 2 – Constituants et propriétés du sol. 1e édition. Masson, Paris. 460 p.
• C.P.C.S., 1967. Classification des sols. Travaux de la Commission de Pédologie et de Cartographie des Sols 1963-1967. Multicopié, 96 p.
• Demolon A., 1937. Le climat du sol. Ann. Agron., 5, pp. 625-640.
• Demolon A., 1948. La dynamique du sol. 4ème éd. Paris, Dunod, 414 p.
• Duchaufour P., 1960. Précis de Pédologie. 1e édition. Masson, Paris. 438 p.
• Duchaufour P., 1970. Précis de Pédologie. 3e édition. Masson, Paris. 482 p.
• Duchaufour P., 1977. Pédologie I – Pédogenèse et classification. 1e édition), Masson, Paris.
• Duchaufour P., 1983. Pédologie I – Pédogenèse et classification. 2e édition) Masson, Paris.
• Duchaufour P., 1988. Pédologie. 2e édition. Collection Abrégés, Masson, Paris.
• Duchaufour P., 1994. Pédologie 2 – Constituants et propriétés du sol. 2e édition, Masson, Paris.
• Gasparin A. (de), 1843. Cours d’agriculture. Tome 1. Paris, La Maison rustique, 732 p. Texte intégral sur Gallica.
• Geiger R., 1927. Das Klima der bodennahen Luftsicht. Braunschweig, pp. 246
• Girard M.C., Dufaure L., 1988. Présentation d’un modèle de transfert de l’eau dans les sols : source. In : Études sur les transferts de l’eau dans le système sol – plante – atmosphère. R. Calvet ed. INRA éditions. Présentation sur le site des Éditions Quae.
• Gobat J-M., Aragno M., Matthey W., 2003. Le sol vivant. 2e édition. Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 570 p.
• Hartmann C., Tessier D., Pédro G., 1994. Rôle des conditions pédoclimatiques sur la présence d'une savane en milieu forestier tropical africain. Cas de la savane de Dabou (Côte-d'Ivoire). C.R. Acad. Sci. Paris, t. 319, série II : 1525-1533.
• Mohr E.C.J., Van Baren F.A., 1954. Tropical soils. a critical study of soil genesis as related to climate, rock and vegetation. Van Hoeve, The Hague. Ré-impression en 1959 par Interscience publishers, New York, 498 p.
• Plaisance G., Cailleux A., 1958. Dictionnaire des sols. La maison rustique, Paris. 604 p.
• Travers I., 2004. Influence des conditions pédoclimatiques du terroir sur le comportement du pommier et la composition des pommes à cidre dans le Pays d’Auge. Thèse Univ. Caen. 174 p.
• Vaudour E., Morlat R., van Leeuwen C., Dolédec A.F., 2005. Terroirs viticoles et sols. In : Sols et environnement. Girard M.C., Walter C., Rémy J-C., Berthelin J. et Morel J-L. Éds., Dunod, Paris. 816 p.