La diminution du risque de tassement, un enjeu fort pour les sols
Dans le domaine agricole, le tassement des sols est principalement dû à la mécanisation des activités. C’est un facteur déterminant de la dégradation de leurs propriétés physiques. Il entraine de nombreux dommages sur les cultures par une baisse globale de la production et un accroissement des impacts environnementaux. Le tassement des sols résulte de la réorganisation de ses particules sous un chargement. Ce dernier se traduit par une diminution de la porosité structurale. Les évolutions actuelles des systèmes de culture remettent le tassement au cœur des préoccupations.
Le tassement, d’abord une question de loi mécanique
Le tassement peut se caractériser au laboratoire à l’aide d’un essai de compression œdométrique. Dans lequel une galette de sol (20 mm de haut et 70 mm de diamètre) insérée dans un anneau rigide est comprimée par une charge verticale croissante. La loi gouvernant le tassement est assez simple, avec des déformations linéaires en fonction du logarithme de la contrainte appliquée. Ainsi, une réponse élastique aux faibles contraintes est suivie d’une réponse plastique au-dessus d’un certain seuil de contrainte. Sous une augmentation de charge donnée, l’ampleur du tassement croit avec la compressibilité du sol.
Cette compressibilité est maximale pour un sol saturé. Le chargement rapide d’un sol saturé, par le passage d’un pneu par exemple, mobilise le mélange sol-eau sans expulsion d’eau, du fait de la faible perméabilité des sols. Le sol reste donc à volume constant. Et, les fortes déformations irréversibles observées en surface (orniérage) sont dues aux intenses distorsions dues aux contraintes tangentielles. A l’inverse, un sol partiellement saturé en eau se comprimera du fait de l’expulsion d’air. Ainsi, sa compressibilité sera d’autant plus faible que le sol est sec.
Le tassement est aussi une question de propriétés physicochimiques et organiques
La nature des liens inter-particulaires, qui gouverne la résistance de l’assemblage, est complexe et dépend de paramètres physicochimiques et organiques. L’organisation fine de l’argile, la densité de charge électrique superficielle et le pH contrôlent largement la déformation du sol sous l’effet d’une pression mécanique.
Plus la densité de charge électrique superficielle et la proportion de Ca2+ échangeable sont importantes, plus la résistance aux agents d’agression est forte. On obtient une sorte de «lamellé-collé» entre particules argileuses et organiques avec :
- des points de colle plus ou moins nombreux,
- des qualités de colle variables correspondant à des cations plus ou moins hydratés.
Ainsi, le chaulage augmente la densité de charge électrique des constituants minéraux et organiques. Et, il sature les charges négatives par du calcium ce qui renforce la cohésion inter-particulaire. Il rend donc la structure du sol plus stable.
Il ne suffit donc pas de quantifier la part de chacun des constituants pour interpréter les propriétés des sols, y compris mécaniques. Mais, il faut prendre en compte leurs propriétés liées à l’environnement physico-chimique. Il reste encore beaucoup à faire pour intégrer la réactivité des constituants dans les modèles de prévision prenant en compte le comportement mécanique des sols. Il existe des effets de seuils, notamment sur le rôle combiné des matières organiques, des oxydes et des argiles. A partir desquels, le sol peut se restructurer. Mais, ils restent à approfondir.
Tassement des sols : facteurs risques au champ et solutions correctives
Les facteurs à risque
Le développement de la mécanisation dans les années 50 a conduit à des tassements plus fréquents et plus importants. A partir des années 70, des innovations technologiques principalement le développement de pneumatiques larges basse pression réduisent ce risque. Mais plus récemment, on observe une dérive avec des chantiers de plus en plus lourds, et une charge jusqu’à 10 T par roue entrainant des tassements profonds au-delà de 30 cm.
L’impact sur les systèmes de culture est variable selon les cultures présentes, le type de matériel utilisé … Les systèmes grandes cultures présentent un risque plus faible car les récoltes se font en été sur des sols plutôt secs. Et, les surfaces tassées par les moissonneuses sont de l’ordre de 20%. Les systèmes avec légumes, maïs et betterave sont plus à risque. Car, les récoltes sont à l’automne souvent en conditions humides avec des surfaces tassées jusqu’à 100 %.
Selon la sensibilité des cultures, le tassement peut impacter la densité de levée, la floraison, les rendements (par exemple : blé de betterave jusqu’à 20% de perte) ou encore la qualité de produits récoltées comme par exemple l’augmentation de tubercules de pomme de terre crevassés.
Les solutions correctives
Différentes solutions existent pour réduire le risque de tassement :
- Optimiser le système de culture par le choix des cultures et des couverts (mais cela pose la question de la rentabilité économique de la rotation),
- Réduire les contraintes au sol en limitant les poids de chantiers, en répartissant mieux les charges, en améliorant encore les pneumatiques, par une meilleure prise en compte de la notion de jours disponibles notamment pour les chantiers de récolte,
- Utiliser le levier génétique,
- Pratiquer le controll traffic farming (mais taille des parcelles pas toujours adaptée),
- Ne pas hésiter à réaliser un travail du sol si besoin de correction,
- Miser aussi sur la macrofaune (mais encore besoin de travaux sur la capacité des vers de terre à coloniser les zones fortement tassées).
Source :
AGROTRANSFERT, 2018. Brochure Tassements des sols : prévenir et corriger leurs effets.
BOIZARD H., 2020. Facteurs du tassement au champ, solutions correctives. Séance Académie Française d’Agriculture du 7 octobre 2020.
DELAGE P., 2020. Tassement des sols : aspects mécaniques. Séance Académie Française d’Agriculture du 7 octobre 2020.
TESSIER D., 2020. Porosité des sols, stabilité physique et mécanique en relation avec les propriétés physico-chimiques. Séance Académie Française d’Agriculture du 7 octobre 2020.
