Hydromorphie

Auteur : Denis Baize

Le point de vue de...
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Annexes de l'article
Sols hydromorphes et hydromorphie dans la Classification française des sols C.P.C.S., 1967.
Extraits de "Éléments pour l'établissement d'un référentiel pour les solums hydromorphes", par Vizier, in : Référentiel pédologique 1992, 1995, 2008.
Voir aussi (articles complémentaires)
Excès d'eau
gley, pseudogley
asphyxie racinaire
Autres langues
Anglais :	hydromorphy, soil hydromorphy, hydromorphic
Allemand :	hydromorph
Espagnol :	hidromorfia, hidromorpho
Italien :	idromorfia, idromorfo
Informations complémentaires
Article accepté le 25 mai 2012
Article mis en ligne le 2 juin 2012

Définition

L'hydromorphie est l'aspect que prennent certains horizons de sols sous l'action de processus d'oxydo-réduction. Le terme désigne aussi un processus de pédogenèse. Hydromorphisme, qui est apparu plus tard, semble synonyme, quoique peu employé.

Une définition officielle a été proposée par la Commission Générale de Terminologie et de Néologie (Répertoire terminologique, 2000, publié au journal officiel, arrêté du 7 avril 1987) :

« hydromorphie, n.f.
Domaine : Pédologie.
Définition :
1. Résultat visible de l'engorgement antérieur d'un sol.
2. Processus de formation ou d'évolution d'une classe de sols en présence d'un excès d'eau prolongé.
Note : Ce terme ne doit pas être confondu avec le terme “ engorgement d'un sol ” ».

Baize et Jabiol (1995) insistent : « Au sens strict et originel, l'hydromorphie est la manifestation morphologique de l'engorgement (ancien ou actuel) sous la forme de taches, de concentrations, de colorations ou de décolorations, résultant de la dynamique des deux éléments colorés en milieu alternativement réducteur puis réoxydé : le fer et le manganèse. Donc, attention, ne pas confondre les causes et les effets, ne pas employer le mot "hydromorphie" pour désigner un engorgement. (...) En outre s'il n'y a pas de fer ni de manganèse dans un horizon, l'hydromorphie ne pourra pas se manifester. »

Hydromorphie et hydromorphe sont souvent employés à tort car il est fait confusion entre la morphologie de certains horizons de sols qui montrent des aspects liés à des engorgements par l'eau plus ou moins durables et l'engorgement lui-même. Voici quelques citations glanées sur Internet (les soulignés sont de nous).

« Le châtaignier occupe de nombreux types de sols qui malheureusement ne lui conviennent pas toujours. Il est très sensible aux excès d'hydromorphie... »

« La parcelle est trop argileuse, trop hydromorphe. Ses caractéristiques ne permettent pas le développement de maraîchage diversifié ».

« C'est dans les terrains légers, frais, au pH proche de 5, qu'il ((le robinier)) atteint la meilleure production mais il est prompt à coloniser toute station nouvelle pour peu que le sol ne soit pas trop compact, trop calcaire ou trop hydromorphe ».

« L'humidité des sols (...) se caractérise bien en télédétection notamment grâce à la bande du moyen infrarouge de Spot 4 et 5 et aux données radar (...). Cependant certains sols hydromorphes dont l'hydromorphie est temporaire peuvent ne pas être détectés s'ils ne sont pas gorgés d'eau à la date de prise de vue. »

« Les sols souffrant d'hydromorphie sont généralement à dominante limoneuse (...) L'hydromorphie modifie les propriétés physiques du sol et ralentit son réchauffement au printemps (...) Les solutions pour faire face à l'hydromorphie d'un sol sont : le drainage (...) » (Wikipedia, mai 2012).

Il faut disjoindre les deux concepts car nous verrons ci-après qu'il y a des situations hydro-pédologiques où il y a engorgement sans hydromorphie et d'autres où il y a hydromorphie sans engorgement.

Vient s'y ajouter la notion agricole d'excès d'eau qui recouvre deux types de problèmes : d'une part, la difficulté à circuler (portance) et à travailler la terre et, d'autre part, l'asphyxie des racines, vécus au quotidien de façon très subjective et très variable selon les situations.

Historique

Quand on relit les premiers numéros des Bulletins de l'AFES (Association Française pour l'Étude du Sol) de 1935 à 1939 puis ceux des premières années d'après-guerre, on constate, dans tous ces cas, que les mots "hydromorphie" et "hydromorphe" sont absents !

Chez Riedel (1950), par exemple, on trouve : « sols exagérément humides, sols asphyxiés imperméables », « sols mouilleux de plateau paralysés par l'excès d'eau », « sols mouilleux de pente ou de bas-fonds alimentés en eau profonde »....

Aux États-Unis, dans leur classification de 1949, Thorp et Smith considèrent le sous-ordre des "hydromorphic soils" au sein des "intrazonal soils". A la même époque, dans le Soil Survey Manual (USDA, 1951) "hydromorphic soils" n'apparaît qu'une fois sans être aucunement défini, dans un chapitre intitulé "relief and genetic profiles".

Dans le livre célèbre de Kubiena (texte rédigé en 1950, publié en espagnol en 1952 et en anglais en 1953), les mots hydromorphe et hydromorphie sont absents ! Il est question de sols semi-terrestres, de sols inondés, d'horizons détrempés, d'eau stagnante...

Riedel utilise l'expression "sols non hydromorphes" en 1955 dans un article publié dans Économie rurale.

Georges Aubert, un des pères de la pédologie française moderne et grand spécialiste des sols sous climats tropicaux, est certainement celui qui a véritablement introduit les termes et les notions liées à l' hydromorphie. Dans une petite note de 5 pages publiée en mars 1955 dans le Bulletin de l'AFES, les mots hydromorphie et hydromorphe apparaissent onze fois.

Quelques années plus tard, dans un article de 1962 consacré à la Classification pédologique française, Aubert développera sa pensée : « Certains phénomènes fondamentaux d'évolution, tels que l'hydromorphie (ou hydro-genèse) ou l'halomorphie (ou halo-genèse) diffèrent certainement des processus précédents en ce qu'ils sont, non pas vraiment transitoires comme il a été dit parfois, mais beaucoup plus rapides (...). Cependant ils peuvent être si développés qu'ils modifient entièrement le mode d'évolution du sol et son profil. En ce cas seulement, ils sont pris comme caractéristiques de classes de sols, moins intenses ou moins intensément exprimés, ils ne définissent que des groupes et surtout des sous groupes (...) ».

Pour Aubert, l'hydromorphie est donc un processus pédologique majeur méritant d'être pris en compte au plus haut niveau de la classification. Mais, dans le même texte, quelques lignes plus bas, il fait mention de "taches d'hydromorphie" manifestation d'un processus secondaire.

La formule « sols hydromorphes » fait une timide apparition dans l'ouvrage de Duchaufour(1956) dans un titre de chapitre mais pas dans le texte. Quatre ans plus tard, le même auteur dans la première édition de son Précis de pédologie (1960), développe largement cette conception (p. 51-52), opposant « hydromorphie de surface », « hydromorphie de profondeur », « hydromorphie temporaire », etc. mais sans définir ce terme. « L'imperméabilité des horizons minéraux peut conduire à une saturation totale par l'eau de pluie des pores du sol (...) Le milieu dépourvu d'air devient asphyxiant et réducteur ; le fer passant partiellement à l'état ferreux (...) : le sol ou l'horizon gorgé d'eau prennent des propriétés particulières, ils sont dits "hydromorphes". On peut distinguer deux cas d'hydromorphie temporaire due à l'imperméabilité : - hydromorphie de surface (...) ; - hydromorphie de profondeur (...) » ((c'est nous qui soulignons)). Donc, dès 1960, et sous la plume du plus célèbre pédologue français de l'époque, l'ambiguïté s'installe entre hydromorphie et engorgement ! Car, dans cette citation, ce n'est pas l'hydromorphie qui est temporaire !

Dans le Dictionnaire des sols de Plaisance et Cailleux (1958) les termes « hydromorphe (sol) », « hydromorphe (processus) », « hydromorphie », et même « hydromorphique » figurent déjà. Il y est mentionné que hydromorphe s'oppose à xéromorphe terme qui, appliqué aux sols, est tombé en désuétude.

Hydromorphisme apparaît également chez Margulis (1963).

Dans la classification (française) des sols CPCS 1967, héritière directe de celle d'Aubert, ces termes sont très largement employés et définis (annexe 1).

Les "classes d'hydromorphie" ou "classes de drainage"

S'inspirant de travaux belges et néerlandais, Jamagne (1967) a été le premier en France à proposer des « classes de drainage interne » dites aussi « classes d'hydromorphie », dans le contexte des sols du département de l'Aisne où elles furent utilisées initialement comme une donnée synthétique pour la cartographie détaillée.

Il s'agit de porter un jugement global et synthétique sur l'ensemble d'un solum décrit (fosse ou sondage à la tarière), en matière de régime d'engorgement. C'est là une démarche à la fois indispensable et périlleuse. Indispensable car c'est souvent la seule disponible et qui met en jeu l'efficience du pédologue ; périlleuse parce qu'un certain nombre de difficultés rendent le diagnostic incertain.

L'estimation de ces classes, basées sur des « profils d'hydromorphie », se fait par examen de plusieurs éléments : profondeur d'apparition des phénomènes d'oxydation ; contraste entre les plages de teintes caractéristiques ; grandeur relative de ces taches ; variation de la couleur du fond matriciel plus ou moins grisâtre ; présence et fréquence des nodules ferro-manganiques ; présence éventuelle d'un horizon complètement réduit.

Il s'agit donc bien, au départ, de classes d'hydromorphie. Leur interprétation en classes de drainage interne reposait sur une connaissance des sols régionaux et de leur régime hydrique. Ce système s'est avéré bien adapté pour différencier les degrés croissants d'hydromorphie des sols issus de matériaux limoneux loessiques ; il doit être modulé en cas de sols à textures argileuses ou franchement sableuses.

En 1981, est publiée (de façon assez discrète sous la forme d'un simple document ronéoté) la synthèse des travaux de la commission cartographie du GEPPA (Groupe d'étude des problèmes de pédologie appliquée – groupe d'experts animé par Stéphane Hénin). A cette époque, nombre de travaux de cartographie pédologique avaient comme objectif le drainage de sols agricoles.

A la rubrique « excès d'eau » – (travaux menés en commun avec la commission hydromorphie), on peut lire : « Il est unanimement reconnu qu'une carte des caractéristiques principales des sols doit indiquer :

• l'extension des zones soumises à excès d'eau ;
• les causes de l'excès d'eau ;
• son importance ou son degré de gravité. »

C'est dans ce même document qu'apparaît pour la première fois une figure (sans titre) :

Le commentaire accompagnant cette figure précise :
« La gravité de l'engorgement du sol peut être estimée d'après les classes de drainage naturel interne. Elle croît simultanément de la classe I à la classe VI et de a à c ou d dans chaque classe, les deux échelles pouvant se recouper ; l'importance des sous-classes a, b c ou d est aussi grande pour l'interprétation de l'hydromorphie que celle des classes I à IV.

Six classes sont proposées :
Classe I : Aucune manifestation d'hydromorphie avant 120 cm.
Classe II : Manifestations d'hydromorphie apparaissant entre 80 et 120 cm.
Classe III : Manifestations d'hydromorphie apparaissant entre 50 et 80 cm.
Classe IV : Manifestations d'hydromorphie apparaissant entre 25 et 50 cm.
Classe V : Manifestations d'hydromorphie apparaissant entre 0 et 25 cm.
Classe VI : Manifestations d'hydromorphie dès la surface du sol avec un horizon réduit débutant avant 80 cm. »

Comme c'était le cas dans le cadre de la cartographie des sols du département de l'Aisne, il s'agit là d'une tentative formalisée de relier la morphologie du solum et la gravité de l'engorgement.

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L'adjectif hydromorphe peut-être trouvé dans la littérature qualifiant selon les cas : un sol, une catégorie de sols, un horizon ou un trait morphologique (par ex. "tache hydromorphe" ou "tache d'hydromorphie"), voire un terrain ou une parcelle. On trouve même parfois hydromorphique, terme dont l'utilité n'est pas évidente !

Aujourd'hui, hydromorphe et hydromorphie sont utilisés quotidiennement par un très vaste public (pas seulement les pédologues). Mais la confusion entre morphologies marquées par les phénomènes d'oxydo-réduction et engorgements plus ou moins prolongés demeure.

On notera que Durand et al., (2005) dans un long chapitre de plus de 20 pages consacré aux « zones humides et leurs sols » ne citent ces 2 mots qu'à deux reprises : « solums hydromorphes » et « hydromorphie de la couverture pédologique ». Dans la réédition du même ouvrage en 2011, ces deux termes ont disparu ! On peut en déduire que ces auteurs, grands spécialistes des sols et des zones humides du massif armoricain, sont pour le moins méfiants par rapport à leur usage.

L'option du Référentiel Pédologique (1992, 1995, 2008)

Dans le chapitre intitulé « Réductisols et Rédoxisols » sont employées les formules suivantes : « solums à caractères hydromorphes » ; « traits d'hydromorphie » ;; « relation entre morphologie hydromorphe et fonctionnements hydriques » ; « caractère fonctionnel de cette hydromorphie » ; « hydromorphie fossile » ; « formes d'humus hydromorphes » ; « traits hydromorphes » ; « manifestations d'hydromorphie » ; « caractères hydromorphes ».

L'annexe 2 (rédigée par J.-F. Vizier) est intitulée « Éléments pour l'établissement d'un référentiel pour les solums hydromorphes ». Y sont exposés en détail les conséquences des engorgements et des phénomènes d'oxydo-réduction. De brefs extraits sont fournis en annexe 2.

Engorgements sans hydromorphie

Des situations d'engorgement sans hydromorphie se rencontrent dans un certains nombre de cas :

• soit que l'engorgement est très éphémère ;
• soit que la nappe d'eau est bien oxygénée et circulante (sols alluviaux) ;
• soit que le sol (ou l'horizon) contient très peu de fer (cas de certains matériaux sableux ou limoneux, blanchâtres ou de matériaux constitués presque uniquement de calcaire).

On notera que l'hydromorphie se marque peu dans les matériaux très calcaires car le fer est d'autant plus mobile que le pH est bas.

Dès 1967, Jamagne notait : « Certains sols sont soumis à l'influence d'une nappe à fluctuation très importante et très rapide, notamment en bordure de certaines rivières comme l'Aisne et la Marne. Leur économie hydrique est particulière (...) Ces sols peuvent être inondés une partie de l'année puis se ressuyer très rapidement à l'issue de la période hivernale. Leur texture est graveleuse et très calcaire. Ils ont la caractéristique de ne présenter pratiquement aucune trace d'oxydo-réduction et sont en période végétative favorablement drainés ».

Notion d'hydromorphie « fossile »

Tous les horizons à ségrégation et répartition hétérogène de fer (i.e. les horizons rédoxiques ou à traits rédoxiques) ont une morphologie typiquement "hydromorphe", c'est-à-dire acquise suite à des engorgements temporaires fréquents. Mais ils ont également la propriété de garder intacts la plupart de leurs traits rédoxiques (taches rouille, veines blanchies, nodules ferro-manganiques) même en période sèche, que cette période d'assèchement soit provisoire (en été) ou qu'elle soit permanente, résultant soit d'un assainissement artificiel (drainage agricole) soit d'un changement climatique définitif.

En conséquence, dans un grand nombre de cas, des sols à morphologie nettement "hydromorphe" ne connaissent plus d'engorgements notables.

Prise en compte administrative de critère "sols" pour la définition et la délimitation des zones humides

Le décret 2007-135 du 30 janvier 2007 énonce dans son article 1 :

« I - Les critères à retenir pour la définition des zones humides mentionnées au 1° du I de l'article L. 211-1 susvisé du code de l'environnement sont relatifs à la morphologie des sols liée à la présence prolongée d'eau d'origine naturelle et à la présence éventuelle de plantes hygrophiles. (...) En l'absence de végétation hygrophile, la morphologie des sols suffit à définir une zone humide... »

La législation française propose donc des critères pédologiques relativement objectifs, utilisables partout, même là où il n'y a plus de végétation spontanée qui pourrait s'avérer indicatrice. Mais la formule « présence prolongée d'eau » est vraiment très vague !

Il existerait donc des sols caractéristiques de zones humides. C'est ce que s'efforce de définir l'arrêté du 24 juin 2008, modifié ultérieurement par un autre arrêté daté du 1er octobre 2009.

Dans la rubrique « cas général », cet arrêté semble admettre qu'il existe un lien direct et univoque entre certains traits d'hydromorphie (traits rédoxiques, traits réductiques, horizons histiques) et engorgements prolongés. Mais sont prévus également des cas particuliers :

« 1.1.2. Cas particuliers. Dans certains contextes particuliers (fluviosols développés dans des matériaux très pauvres en fer, le plus souvent calcaires ou sableux et en présence d'une nappe circulante ou oscillante très oxygénée...), l'excès d'eau prolongé ne se traduit pas par les traits d'hydromorphie habituels facilement reconnaissables. Une expertise des conditions hydro-géomorphologiques (en particulier profondeur maximale du toit de la nappe et durée d'engorgement en eau) doit être réalisée pour apprécier la saturation prolongée par l'eau dans les 50 premiers centimètres du sol. »

Outre l'apparition de la formule « traits d'hydromorphie habituels » dans ce passage, le terme « hydromorphie » n'apparaît que dans deux autres occurrences : sous la forme « modalités d'apparition des traits d'hydromorphie » et « observation des traits d'hydromorphie ».

Conclusion

Nous conseillons de bannir hydromorphie (et ses dérivés) pour signifier engorgement ; ne garder ces termes que pour décrire certains traits morphologiques affectant certains sols dans leur ensemble ou certains horizons seulement.

Autres langues

• Anglais : hydromorphy, soil hydromorphy, hydromorphic. Ces traductions sont peu utilisées par nos collègues de langue maternelle anglaise. Les grands pédologues britanniques (par ex. B.W. Avery, E. A. Fitzpatrick) ne s'en servent pas.
• Espagnol : hidromorfia, hidromorpho.
• Allemand : hydromorph.
• Italien : idromorfia, idromorfo.

Références citées

• AFES, 2008. Référentiel pédologique. Quae, Versailles, 432 p. Présentation sur le site de Quae.
• Aubert G., 1955. Sur quelques problèmes de pédogenèse et de classification des sols abordés à Léopoldville. Août 1954. Bull. Assoc. Fr. Étude du Sol, 63 : 77-82. Texte intégral sur le site de l'IRD.
• Aubert G., 1962. La classification pédologique française. Symposium sur la classification des sols. Gand, mai-juin 1962. Texte intégral sur le site de l'IRD.
• Baize D., Jabiol B., 1995. Guide pour la description des sols. INRA, 376 p. Ré-édition 2011 : Quae, Versailles.
• Commission Générale de Terminologie et de Néologie, 2000. Répertoire terminologique. Vocabulaire de l'agricultureArrêté du 7 avril 1987.
• C.P.C.S., 1967. Classification des sols. Travaux de la Commission de Pédologie et de Cartographie des Sols 1963-1967. Multicopié, 96 p.
• Duchaufour P., 1956. Pédologie – Applications forestières et agricoles. École Nationale des Eaux et Forêts, Nancy, 310 p.
• Duchaufour P., 1960. Précis de Pédologie. 1^e édition. Masson, Paris, 438 p.
• Durand P., Charnay M.P., Jaffrezic A., Clément B., 2005. Les zones humides et leurs sols. In : Sols et Environnement, M.C. Girard, C. Walter, J.C. Remy, J. Berthelin & J.L. Morel (eds). Dunod, Paris, p. 364-385.
• Durand P., Charnay M.P., Jaffrezic A., Clément B., 2011. Les zones humides et leurs sols. In : Sols et Environnement, 2^e édition, M.C. Girard, C. Walter, J.C. Remy, J. Berthelin & J.L. Morel (eds). Dunod, Paris, p. 378-401.
• Groupe d'Étude des Problèmes de Pédologie Appliquée (GEPPA), 1981. Synthèse des travaux de la commission de cartographie 1970-1981. Doc. multicopié, 20 p.
• Jamagne M., 1967. Bases et techniques d'une cartographie des sols. Annales Agronomiques, vol. 18, N° hors série, 142 p.
• Kubiena W. L., 1952. Claves sistemáticas de suelos. Consejo Superior de Investigaciones Cientificas. Madrid, 388 p.
• Kubiena W. L., 1953. The soils of Europe. Illustrated diagnosis and sistematics. Th. Murby, London, 318 p.
• Margulis H., 1963. Pédologie générale. Gauthier-Villars, Paris.
• Plaisance G., Cailleux A., 1958. Dictionnaire des sols. La maison rustique, Paris, 604 p.
• Riedel C.E., 1950. Classification et cartographie des sols de la Brie en fonction de leur potentiel agricole. AFES, Bulletin mensuel n°15, p.
• Riedel C.E., 1955. Classification des sols et fertilité des terres. Économie rurale, 23 : 15-20. Texte intégral sur le site de Persée.
• Soil Survey Staff, 1951. Soil Survey Manual. U.S. Department of Agriculture, Washington, 503 p.
• Thorp J., Smith G.D., 1949. Higher categories of soil classification. Soil Science, 67 : 117-126.
• Vizier J.F., 1992. Éléments pour l'établissement d'un référentiel pour les solums hydromorphes. In : Référentiel Pédologique 1992, Annexe n° 2.