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RÉSUMÉ
Le développement des aires urbaines dans le monde a façonné des écosystèmes sous pression avec des répercussions sur la qualité des sols. La première partie de cet article définit les sols urbains en focalisant sur leurs particularités (compositions parfois éloignées de celles des sols naturels, forte hétérogénéité, fréquentes contaminations) fruit de la succession des activités humaines et des usages au cours de l’histoire. Après avoir décrit les contaminants les plus fréquemment rencontrés dans les sols urbains et leurs impacts sur la biodiversité, les indicateurs pour les évaluer sont ensuite présentés. La dernière partie porte sur trois études de cas permettant d’évaluer l’impact de contaminations diffuses sur la biodiversité dans des sols (péri)urbains grâce à quelques bioindicateurs.
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The development of urban areas around the world has shaped ecosystems under pressure with impacts on soil quality. The first part of this article defines urban soils by focusing on their particularities (compositions sometimes distant of those of natural soils, strong heterogeneity, frequent contaminations) result of the succession of human activities and land uses over the time. After a description of the most frequently contaminants found in soils, their impacts on biodiversity, indicators to evaluate them are described. The last part focuses on three case studies to assess the impact of diffuse (peri)urban soil contamination on soil biodiversity through a set of bioindicators.
Auteur(s)
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Hervé CAPIAUX : Maître de conférences - Laboratoire de Planétologie et Géosciences, UMR 6112 CNRS-Université de Nantes, France
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Thierry LEBEAU : Professeur des universités - Laboratoire de Planétologie et Géosciences, UMR 6112 CNRS-Université de Nantes, France
INTRODUCTION
La population mondiale ne cesse d’augmenter (7,8 milliards en 2021 avec une projection à 9,8 milliards en 2050) de même que la part de la population accueillie dans les aires urbaines (14 % de la population mondiale en 1920 et, selon les projections, 70 % en 2050). Ainsi, l’impact des humains sur les différents compartiments de l’écosystème urbain (air, eau, sol) ne cesse de croître. Pour autant, cet impact demeure encore relativement méconnu pour ce qui est du sol, alors que cet épiderme qui recouvre les terres émergées constitue le substrat à la base de 95 % de nos aliments. Pour le définir, on citera la définition donnée par Girard et coll. : « le sol est un ensemble organisé (en différents horizons), évolutif, où la vie est présente et dont le matériau est la terre. Il est le lieu de transferts de flux : eau, air, énergie et vie ». Ce matériau poreux de quelques centimètres à quelques mètres d’épaisseur (comparé aux 30 à 70 km d’épaisseur de la croûte terrestre) est issu de l’altération des roches, et plus ou moins enrichi à sa surface par des matières organiques (dépôts naturels de feuilles, ajout de paille par des agriculteurs, etc). Le sol héberge une biodiversité bien plus riche et variée que celle présente au-dessus du sol (cinq fois plus de biomasse ; un quart de la biodiversité terrestre). De par leurs caractéristiques et fonctionnement, les sols fournissent de nombreux services dont ceux d’approvisionnement (eau, production agricole, ressources génétiques, etc.) et de régulation (du climat, des flux d’eau, des maladies des plantes, etc.). En contexte urbain, les sols diffèrent très souvent de ceux des territoires ruraux et forestiers, dans leurs caractéristiques, fonctions et par conséquent dans les services offerts. L’origine et la composition des sols urbains sont très variées, allant de ceux qui sont proches des sols naturels jusqu’à ceux construits à partir de matériaux divers. Enfin, les sols urbains présentent la plupart du temps une forte hétérogénéité spatiale .
L’article se focalise sur les pollutions chimiques liées à l’activité humaine (industries, activités de service, trafic routier, etc.) qui ont contaminé, voire pollué les sols au cours du développement des villes et plus largement des aires urbaines, et pose la question de l’impact et des outils de mesure de ces contaminations sur la biodiversité dans les sols.
Le premier objectif vise à rappeler l’histoire des sols urbains au travers de la succession des activités humaines, notamment depuis la révolution industrielle jusqu’à nos jours, afin d’attirer l’attention à la fois sur les caractéristiques singulières des sols urbains et leur forte hétérogénéité. Puis, la diversité des contaminants est abordée et des rappels faits des notions de contamination vs. pollution et des services écosystémiques fournis par les sols urbains.
Le second objectif rappelle tout d’abord les notions de biodiversité dans les sols puis présente les bioindicateurs disponibles (pertinence en fonction des questions posées, opérationnalité, existence de référentiels et de prestataires pour les réaliser). Pour finir, le troisième objectif interroge l’effet des contaminations sur la biodiversité des sols urbains. Les grandes tendances sont présentées complétées par trois études de cas qui permettent au lecteur d’appréhender le potentiel de quelques bioindicateurs, l’intérêt de les associer, mais aussi les limites d’interprétation des résultats.
L’article s’adresse en particulier aux collectivités locales et bureaux d’études en charge de caractériser la biodiversité des sols dans le cadre d’aménagements ponctuels et/ou de leur suivi (e.g. ouverture de jardins partagés, création/suivi de trames brunes, etc.) ou de la connaissance de territoires urbains pour adapter les usages à la qualité chimique et biologique des sols.
MOTS-CLÉS
Qualité et usage des sols éléments traces contaminants organiques bioindicateurs biodiversité taxonomique et fonctionnelle
KEYWORDS
Soils uses and quality | trace elements | organic contaminants | bioindicators | taxonomic and functional biodiversity.
DOI (Digital Object Identifier)
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1. Sols urbains, fruit de l’héritage naturel et de l’histoire des villes
1.1 Définition des sols urbains et caractéristiques générales
La connaissance des sols urbains et de leur qualité est récente. La prise de conscience des risques sanitaires et environnementaux associés aux sols artificialisés a d'abord conduit à étudier les sites miniers et industriels dans les années 1990, avec une problématique de contamination des sols (pollutions métalliques et organiques), avant d’aborder plus récemment les sols urbains . Les sols artificialisés, qui incluent les sols urbains, ont été principalement décrits et classés en fonction de leurs usages. Ils sont regroupés, depuis 1998, au niveau international, sous l'acronyme SUITMA (Soils in Urban, Industrial, Traffic, Mining, and Military Areas). Selon la classification internationale , il s’agit de technosols, c’est-à-dire un groupe de sols dont les caractéristiques et la pédogénèse sont dominées par leur origine technique. Ces sols contiennent plus de 20 % d’artefacts, tels que des nouveaux matériaux ou des matériaux pédologiques substantiellement...
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Sols urbains, fruit de l’héritage naturel et de l’histoire des villes
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GIRARD (M.C.), SCHVARTZ (C.), JABIOL (B.) - Étude des sols : description, cartographie, utilisation. - Dunod (2011).
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(2) - ANDRÉ (M.), MAHY (G.), LEJEUNE (P.), BOGAERT (J.) - Vers une synthèse de la conception et une définition des zones dans le gradient urbain-rural. - Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 18(1), p. 61-74 (2014).
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(3) - BLANCHART (A.), SERE (G.), CHEREL (J.), WAROT (G.), STAS (M.), CONSALES (J.N.), SCHWARTZ (C.) - Contribution des sols à la production de services écosystémiques en milieu urbain – une revue. - Environnement Urbain/Urban Environment, volume 11 (2017).
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(4) - BECHET (B.), LE BISSONNAIS (Y.), RUAS (A.) (pilotes), AGUILERA (A.), ANDRIEU (H.), BARBE (E.), BILLET (P.), CAVAILHÈS (J.), COHEN (M.), CORNU (S.), DABLANC (L.), DELOLME (C.), GÉNIAUX (G.), HEDDE (M.), MERING (C.), MUSY (M.), POLÈSE (M.), WEBER (C.), FRÉMONT (A.), LE PERCHEC (S.), SCHMITT (B.), SAVINI (I.), DESROUSSEAUX (M.) - Sols artificialisés et processus d’artificialisation des sols : déterminants, impacts et leviers d’action. - Synthèse du rapport d’expertise scientifique collective, Ifsttar-Inra (France), 127 p. (2017).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Projet « POLLUSOLS » :
https://osuna.univ-nantes.fr/recherche/projets-de-recherche/pollusols (page consultée le 07/03/2022).
Projet « MUSE » :
https://www.cerema.fr/fr/actualites/projet-muse-integrer-multifonctionnalite-sols-documents (page consultée le 07/03/2022).
Projet « BISES » :
https://www.plante-et-cite.fr/projet/fiche/95 (page consultée le 07/03/2022).
Projet « JASSUR » :
https://www.plante-et-cite.fr/ressource/fiche/442/jassur_jardins_associatifs_urbains_et_villes_durables_compte_rendu_du_programme_de_recherche (page consultée le 08/03/2022).
Projet « Nature4Cities » :
https://www.nature4cities.eu/ (page consultée le 07/03/2022)
Site « BIOindicateurs » :
https://ecobiosoil.univ-rennes1.fr/ADEME-Bioindicateur/index.php (page consultée le 07/03/2022).
Site « Géoportail » :
https://www.geoportail.gouv.fr/ (page consultée le 07/03/2022).
Site du ministère de la Transition écologique :
https://www.ecologie.gouv.fr/biodiversite-presentation-et-informations-cles...
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