Les cercles vicieux de la compaction, par Olivier Husson
Rendez-vous à Elne (66) pour le festival des Rencontres de l'Agroécologie du bassin méditerranéen, organisé par Arbre et paysage 66.
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Vous retrouverez dans cette vidéo une explication des racines et des microbes dans la gestion de l'eau, par Marc-André Sélosse, intervenant lors du festival !
Introduction
Dans cette intervention, Olivier Husson aborde un « mal terrible », qualifié de « mal absolu » : la compaction des sols. Il l’inscrit dans une réflexion plus large sur l’agroécologie, l’agriculture régénérative, la permaculture et, plus généralement, sur les systèmes agricoles fondés sur l’eau, la vie du sol et la structure.
L’idée centrale de son propos est que le problème majeur n’est pas seulement un sol « oxydé », mais avant tout un sol « déstructuré ». La compaction entraîne alors une série de cercles vicieux qui affectent à la fois la physique, la chimie et la biologie du sol. À l’inverse, un sol bien structuré permet l’installation de cercles vertueux, favorables à la biodiversité, à la nutrition des plantes, à leur santé et à la durabilité des systèmes agricoles.
La compaction comme problème de structure
Olivier Husson rappelle une idée qu’il dit avoir retenue de Lucien Séguy il y a trente ans : quand on veut repartir sur un sol, la première chose à regarder est la compaction.
Selon lui, on entend souvent dire que les sols sont trop oxydés. Mais il insiste sur le fait que, fondamentalement, le problème principal est celui de la structure. En milieu méditerranéen en particulier, les sols sont souvent très secs et donc très oxydés, mais ce qui compte avant tout est leur état structural.
La physique, la chimie et la biologie du sol sont en interactions multiples. Elles sont croisées dans tous les sens, et il est difficile de les dissocier. C’est pourquoi il propose de raisonner en termes de cercles vicieux, de seuils, puis surtout de cercles vertueux, afin de comprendre comment remonter vers des systèmes plus durables en agroécologie.
Le ratio carbone sur argile et la qualité structurale
Pour illustrer le fait qu’il s’agit bien d’un problème de structure, Olivier Husson cite des travaux relayés notamment dans TCS, eux-mêmes fondés sur des publications scientifiques de l’équipe de Pascal Boivin en Suisse.
Ces travaux estiment la qualité de la structure du sol à partir d’un ratio carbone sur argile. D’après lui :
- il faudrait être au-dessus de 17 % de carbone sur argile ;
- en dessous de 12 %, on est dans une zone critique ;
- l’objectif serait plutôt autour de 24 %.
Il évoque une étude menée sur plusieurs milliers de fermes, suivies pendant plusieurs années. Dans le canton de Genève, les résultats montrent des niveaux très largement inférieurs à ces seuils. Même dans les cantons du Jura, pourtant plus orientés vers les prairies, les pâturages et l’élevage, les sols restent souvent bien en dessous du seuil critique. Pour Olivier Husson, cela révèle un vrai problème de structure des sols.
Les effets de la compaction sur les conditions redox et le pH
Olivier Husson insiste sur l’importance des conditions d’oxydoréduction et du pH dans les sols, en particulier dans les sols compactés.
Dans un sol compacté
Quand le sol est sec, il y a très peu de diversité et très peu de variations des conditions d’oxydation et de pH dans l’espace. En revanche, dès qu’il pleut, le sol s’asphyxie complètement. Puis, lorsqu’il ressèche, il se réoxyde très fortement.
On se retrouve ainsi dans des alternances extrêmes :
- asphyxie lors des périodes humides ;
- sur-oxydation lors des périodes sèches.
Pour les plantes comme pour les micro-organismes, ces conditions sont très défavorables. Elles ne permettent pas d’installer des équilibres durables. Dans ce type de milieu, ce sont surtout des organismes opportunistes qui dominent :
- quand le sol sèche, ce sont ceux qui se développent très vite en milieu oxydé ;
- quand le sol s’asphyxie, ce sont ceux qui dominent rapidement en milieu réduit.
Ces organismes ne sont généralement pas les plus favorables au fonctionnement du système. Ils peuvent être pathogènes, ou entrer en compétition avec la plante pour sa nutrition.
Dans un sol bien structuré
À l’inverse, un sol bien structuré présente toute une diversité de niches, avec des gradients de conditions redox et de pH très variés. Cette diversité est favorable à la biodiversité du sol. Elle permet d’héberger différents types de micro-organismes et de faire fonctionner les cycles biogéochimiques.
De plus, ces conditions fluctuent peu dans le temps. Le système est donc relativement stable. Dans ce cas :
- la biodiversité est plus choisie que subie ;
- elle est notamment orientée par les plantes ;
- les niches pH/redox permettent d’héberger des communautés diverses ;
- ces communautés assurent la nutrition des plantes ;
- elles participent à leur protection grâce à diverses molécules.
Le sol rend alors gratuitement un grand nombre de services écologiques.
L’exemple du cycle de l’azote
Pour montrer le lien entre structure du sol et fonctionnement des cycles biogéochimiques, Olivier Husson prend l’exemple de l’azote.
Les différentes formes de l’azote nécessitent des conditions redox différentes :
- la nitrification se fait à des niveaux d’oxydation élevés ;
- la fixation de l’azote et la formation d’ammonium se font à des niveaux beaucoup plus bas.
Il ne s’agit donc pas des mêmes micro-organismes, ni des mêmes milieux. Pour que le cycle de l’azote fonctionne correctement, il faut toute une série de « roues redox », c’est-à-dire des échanges d’électrons et de protons entre différents organismes, dans des niches contrastées.
Dans un sol complètement oxydé, une seule partie du cycle fonctionne. Dans un sol asphyxié, c’est une autre partie qui domine. Dans les deux cas, le fonctionnement est incomplet et déséquilibré.
Dans un sol bien structuré, en revanche, la coexistence de ces différentes niches permet la présence de la biodiversité nécessaire pour assurer l’ensemble du cycle, et donc des services essentiels à la nutrition des plantes.
Photosynthèse, hydrogène et énergie du système
Olivier Husson évoque également les diagrammes pH/redox pour montrer comment la photosynthèse apporte de l’énergie au système sol-plante.
Selon lui, la photosynthèse agit comme une formidable « pile à hydrogène » :
- la plante prend du CO2 ;
- elle enlève de l’oxygène ;
- elle accroche de l’hydrogène.
Les légumineuses font encore mieux, puisqu’elles prennent aussi de l’azote, accumulent de l’hydrogène et peuvent même libérer de l’hydrogène moléculaire (H2).
Il s’agit donc d’un système naturel de capture et de stockage d’énergie. Cette énergie, issue du soleil, est celle qui permet ensuite de faire fonctionner toute l’organisation du sol.
Un sol bien structuré fonctionne comme une équipe
Olivier Husson emploie une image parlante : un sol bien structuré est un sol où « on joue en équipe ».
Dans un tel sol :
- certains milieux récupèrent ;
- d’autres défendent ;
- d’autres attaquent.
Il y a répartition des rôles, complémentarité et organisation.
À l’inverse, un sol mal structuré ressemble, selon lui, à « la cour de l’amateur du primaire », avec un phénomène de grappe : on met le ballon quelque part, et tout le monde suit. Autrement dit, il n’y a plus d’organisation fonctionnelle.
Les plantes font le sol
Un point essentiel de l’intervention est le rôle central des plantes. Olivier Husson affirme clairement : ce sont les plantes qui font le sol.
Les plantes interviennent de plusieurs façons :
- leurs racines structurent le sol ;
- elles nourrissent la microfaune ;
- elles relâchent des exsudats racinaires qui nourrissent la microflore ;
- ces exsudats contribuent à stabiliser le sol ;
- elles améliorent globalement la nutrition.
Il souligne que l’entretien de la structure du sol demande beaucoup d’énergie. Or cette énergie vient des plantes, qui la captent du soleil. Sans plantes, le système ne peut pas fonctionner correctement.
Les interactions entre physique, chimie et biologie
L’intervention insiste sur l’intrication profonde entre les dimensions physiques, chimiques et biologiques du sol.
La physique agit sur la chimie et la biologie
La structure influence :
- les éléments nutritifs disponibles ;
- la circulation de l’eau et de l’air ;
- l’activité biologique ;
- le développement des racines.
La chimie agit sur la structure et la biologie
Un sol très oxydé se minéralise rapidement. Il perd donc vite de la matière organique, ce qui dégrade sa structure. Les conditions chimiques influencent également la disponibilité des nutriments et la sélection des organismes.
La biologie agit sur la physique et la chimie
Les plantes influencent les micro-organismes, et réciproquement. Les organismes du sol modifient à leur tour la structure physique et la chimie du milieu.
Olivier Husson place volontiers l’eau au centre de ces interactions, tout en y ajoutant sa propre grille de lecture : les conditions redox et de pH. Pour lui, si un seul élément du système se grippe, l’ensemble se bloque.
Il en conclut qu’on ne peut pas se contenter :
- d’une approche purement chimique de la nutrition ;
- d’un simple apport de micro-organismes ;
- ni d’un passage de labour censé restructurer le sol.
Tout doit aller ensemble.
Les courbes en S, les seuils et le basculement
Olivier Husson introduit ensuite l’idée que de nombreux processus naturels suivent des courbes sigmoïdes, ou courbes en S.
Il prend l’exemple de la croissance d’une plante ou d’une population au cours du temps :
- au début, la croissance est lente ;
- puis elle s’accélère fortement ;
- enfin elle ralentit de nouveau.
Application aux prairies et aux couverts végétaux
Il en tire plusieurs conséquences pratiques :
- si l’on fauche une prairie trop tôt, on ramène sans cesse la plante au début de sa courbe de croissance ;
- on se prive ainsi de la phase où la pente est la plus forte, donc où la production est maximale ;
- de la même manière, dans un couvert végétal, les derniers jours de croissance sont particulièrement importants.
Couper ou détruire un couvert quinze jours trop tôt, c’est donc perdre une phase de production très puissante.
Application à la santé des sols
Pour lui, la production et la santé des sols suivent elles aussi ce type de courbe. Ce qui est important, c’est l’existence d’un point d’inflexion, donc d’un seuil.
Au-dessus de ce seuil, les mécanismes s’enclenchent dans le bon sens et conduisent vers l’amélioration. En dessous, les mêmes mécanismes entraînent vers la dégradation.
Les cercles vicieux de la compaction
Lorsqu’on passe sous le seuil, on entre dans des cercles vicieux. Olivier Husson décrit alors une série d’« escaliers » qui descendent.
Cercle vicieux structural
- mauvaise structure ;
- mauvais enracinement ;
- plantes qui poussent mal ;
- peu d’effet des racines sur l’amélioration de la structure ;
- sol plus sensible à l’érosion ;
- aggravation de la dégradation structurale.
Cercle vicieux hydrique
- ruissellement accru ;
- faible réserve utile en eau ;
- faible croissance des plantes ;
- dégradation supplémentaire de la structure.
Il rappelle aussi qu’une plante qui manque d’eau se refroidit moins, baisse sa photosynthèse et contribue moins aux phénomènes de condensation locale. Moins il y a d’eau, moins il y a de plantes ; moins il y a de plantes, moins il y a de surface pour récupérer cette eau. Là encore, le système s’enferme dans un cercle vicieux.
De plus, moins il y a de végétation, plus il y a de ruissellement, car la végétation ralentit l’écoulement de l’eau et lui laisse le temps de s’infiltrer.
Cercle vicieux chimique
Dans un sol déstructuré :
- apparaissent des carences et des toxicités selon les conditions du milieu ;
- les plantes poussent mal ;
- la structure ne se refait pas.
Olivier Husson évoque notamment :
- la floculation et la dispersion des argiles selon les conditions redox ;
- des réactions de Fenton impliquant le fer ;
- des réactions d’oxydation-réduction qui attaquent chimiquement la matière organique.
Tout cela contribue à poursuivre la dégradation de la structure.
Cercle vicieux biologique
Dans un sol mal structuré :
- les variations des conditions du milieu sont fortes ;
- la biodiversité est faible et opportuniste ;
- l’activité biologique est mauvaise ;
- la nutrition des plantes se dégrade ;
- les plantes deviennent plus sensibles aux maladies et aux insectes ;
- la croissance faiblit encore ;
- la structure continue de se dégrader.
L’ensemble mène progressivement vers le désert.
Les cercles vertueux d’un sol bien structuré
À l’inverse, quand on est au-dessus du seuil, on entre dans des cercles vertueux.
Dans ce cas :
- les plantes poussent correctement ;
- elles améliorent la structure ;
- elles nourrissent la macrofaune et la microflore ;
- les exsudats racinaires stimulent l’activité biologique ;
- la disponibilité en eau et en éléments nutritifs s’améliore ;
- les plantes poussent de mieux en mieux ;
- la structure s’améliore encore ;
- les plantes sont mieux protégées contre les maladies ;
- elles sont plus proches d’un état d’équilibre.
Le système monte alors dans l’autre sens : il s’améliore de lui-même.
Le rôle central de la photosynthèse
Olivier Husson résume le moteur de ce basculement par une idée simple : toute l’énergie du sol vient de la photosynthèse.
Sans plantes, il n’y a plus d’énergie pour faire tourner le système. La photosynthèse permet de tirer le système vers le haut de la courbe. Plus le sol est équilibré, plus la production est forte, et plus cette dynamique positive s’amplifie.
À l’inverse, ce qui pousse naturellement le système vers le bas, c’est :
- la minéralisation ;
- et l’action de l’homme.
Le rôle ambivalent de l’action humaine
Le travail du sol
Olivier Husson cite à nouveau les travaux de Pascal Boivin. Ils montrent que l’impact du travail du sol sur la structure est beaucoup plus marqué dans un sol en bon état que dans un sol déjà dégradé.
Autrement dit :
- sur un sol en bonne santé, le travail du sol dégrade rapidement ;
- sur un sol déjà très dégradé, son effet destructeur est moindre.
Dans les situations les plus basses de la courbe, un peu de travail du sol peut même être nécessaire pour recréer de la porosité et permettre aux plantes de s’installer. Il peut alors servir à relancer une production végétale, à condition qu’on sème quelque chose et qu’on enclenche ensuite une dynamique de remontée.
Mais cette logique n’est valable que dans cette zone très dégradée. Le problème serait de s’y installer durablement.
Engrais minéraux et pesticides
Il propose le même raisonnement pour les engrais minéraux et les pesticides :
- dans un sol en bon état, ils sont surtout dégradants ;
- dans un sol très dégradé, ils peuvent avoir une utilité ponctuelle pour relancer le système.
Il refuse donc les lois générales et insiste sur l’adaptation à l’état réel du milieu.
Le passage des engins
Le passage des engins constitue lui aussi un cercle vicieux :
- les sols dégradés donnent des plantes qui poussent mal et tombent malades ;
- on multiplie alors les passages de pulvérisateurs ;
- ces passages recompacent le sol ;
- la dégradation s’accentue.
Dans un sol bien structuré, en revanche, les effets du passage des engins sont beaucoup moins marqués.
Les limites de l’agriculture biologique quand la structure ne change pas
Olivier Husson rapporte que, dans les études suisses évoquées, l’agriculture biologique ne sort pas forcément de la zone de dégradation structurale. Elle reste souvent dans la même zone que l’agriculture conventionnelle, en particulier à cause de la répétition du travail du sol.
Il rappelle alors que :
- les amendements ;
- le travail du sol ;
- les pesticides ;
- les engrais
ont tous un coût élevé, en énergie comme en argent. Dans certaines conditions, ces pratiques peuvent se justifier pour produire malgré un sol dégradé. Mais le vrai problème apparaît lorsqu’on repose durablement sur elles tout en exportant la production obtenue : cela ne permet pas de remonter la pente.
L’objectif doit être de sortir le plus vite possible de cette zone, afin d’entrer dans une « agriculture du vivant », où les services sont rendus gratuitement par les micro-organismes, les vers de terre et l’ensemble de la vie du sol, grâce à l’énergie solaire captée par les plantes.
Comment remonter : faire repousser des plantes
Le cœur de la stratégie consiste à refaire pousser des plantes sur des sols où elles ne poussent plus assez.
On part d’un sol :
- pauvre en matière organique ;
- à faible activité biologique ;
- à mauvaise structure ;
- avec peu de disponibilité des éléments nutritifs ;
- sujet aux maladies.
Et l’on veut aller vers un sol vivant :
- riche en matière organique ;
- biologiquement actif ;
- bien structuré ;
- avec une forte biodiversité ;
- doté d’une nutrition équilibrée ;
- poreux, avec de l’air et de l’eau.
L’étape intermédiaire indispensable, c’est donc d’obtenir des plantes qui poussent.
Les moyens proposés pour relancer la dynamique
Pour faire repartir le système, Olivier Husson cite plusieurs leviers.
Matière organique et micro-organismes
Il insiste sur la nécessité d’apporter à la fois :
- de la matière organique ;
- des micro-organismes.
Apporter seulement des micro-organismes sans leur donner à manger ne suffit pas. Il faut « accrocher le truc » en combinant les deux.
Couverts végétaux
Les couverts végétaux sont un outil majeur, car ils permettent de maximiser la photosynthèse et donc l’apport d’énergie au système.
Inoculation microbienne
On peut aussi inoculer le sol avec des micro-organismes, mais toujours dans une logique où ceux-ci disposent de ressources et d’un environnement leur permettant de s’installer.
Travail du sol et intrants chimiques si nécessaire
Dans certains cas, du travail du sol et des intrants chimiques peuvent être nécessaires, mais seulement en fonction de l’état du milieu. Là encore, Olivier Husson refuse les recettes universelles.
Antioxydants et nutrition foliaire
Pendant la transition, il peut être nécessaire d’apporter :
- des antioxydants ;
- et surtout de la nutrition foliaire.
Ce point lui paraît très sous-estimé.
Il explique que, dans beaucoup de sols, des carences sont induites non par l’absence totale de l’élément, mais par les conditions d’oxydation. Il cite en particulier les carences en fer et en manganèse, fréquentes en milieu méditerranéen sec.
Dans ces situations :
- le fer et le manganèse peuvent être présents en grande quantité dans le sol ;
- mais sous forme oxydée, donc non soluble ;
- la plante ne peut alors pas les absorber.
Les apporter au sol ne résout pas le problème, car ils s’oxydent immédiatement. Il faut donc les apporter par voie foliaire, sous des formes assimilables et réduites, afin que la plante en bénéficie directement.
Le rôle essentiel de l’élevage
Olivier Husson insiste fortement sur un point souvent oublié : l’importance de l’élevage, et en particulier des ruminants.
Selon lui, avoir retiré l’élevage des systèmes agricoles a été une erreur majeure. Les animaux jouent un rôle fondamental car ils sont :
- un réacteur à micro-organismes ;
- un système de digestion de la matière organique qu’on ne retrouve pas ailleurs ;
- un moyen d’ensemencement localisé, très dense, en micro-organismes favorables.
En conséquence, relancer des sols est beaucoup plus difficile lorsqu’on n’a pas d’animaux, et en particulier pas de ruminants.
Pour lui, les animaux sont donc extrêmement utiles pour restaurer rapidement les sols.
D’un sol déséquilibré à un sol suppressif
La transition décrite conduit à passer :
- d’un sol déséquilibré, avec des plantes sensibles ;
- à un sol suppressif, capable de supprimer les maladies.
Cela devient possible grâce :
- à une bonne structure ;
- à une grande diversité de micro-organismes ;
- à des organismes choisis et orientés par la plante via ses exsudats ;
- à une meilleure nutrition ;
- à une meilleure alimentation en eau ;
- à une meilleure protection contre les maladies, notamment via diverses molécules produites par la microflore.
Les plantes deviennent alors résistantes.
Une transition qui doit être rapide
Olivier Husson insiste sur le fait que cette transition peut être rapide, mais qu’elle doit surtout l’être. En effet, la minéralisation continue en permanence à pousser le système vers le bas de la courbe.
Si l’on ne franchit pas rapidement le seuil de basculement, on reste dans une zone de grande difficulté, où il faut sans cesse remettre :
- du labour ;
- des pesticides ;
- des intrants.
L’objectif est donc de franchir ce seuil le plus vite possible.
Pas de sols sains sans plantes, pas de durabilité sans productivité
La conclusion du raisonnement est nette :
- il faut des sols sains pour avoir des plantes saines ;
- mais on n’aura jamais de sols sains sans plantes.
Les plantes apportent toute l’énergie au système. Elles nourrissent les organismes du sol, permettent la structuration, la stabilisation, les circulations d’air et d’eau, et assurent le fonctionnement global.
Olivier Husson en tire une conséquence importante : la durabilité repose sur une forte productivité. Sans forte productivité, il n’y a pas assez d’énergie captée pour faire fonctionner durablement le système.
Il affirme qu’on pourrait dire la même chose pour la qualité : elle aussi repose sur l’énergie captée par les feuilles et injectée dans le sol.
Conclusion
Pour conclure, Olivier Husson revient sur l’imbrication de la biologie, de la physique et de la chimie. Chacun peut entrer dans le sujet par la porte qu’il veut, mais l’essentiel est de faire tourner l’ensemble dans le bon sens et de travailler tous les axes à la fois pour repasser le seuil.
Dans cette intervention, il est entré par la physique, c’est-à-dire par la structure du sol. Mais cette structure agit comme un intégrateur de l’état global du système, car on ne peut pas avoir une bonne structure sans :
- carbone ;
- activité biologique ;
- porosité ;
- circulation correcte de l’eau et de l’air.
Cette question est d’autant plus importante en climat méditerranéen, où la sécheresse accentue encore le rôle décisif de la structure pour relancer les sols.
Il termine en invitant à prendre du recul sur ces processus, avec cette formule : un gros problème, c’est souvent un petit problème que l’on regarde de trop près.
