Les sols sableux peuvent constituer une réserve potentielle de sols cultivables mais leur mise en valeur entraîne toujours des dégradations de la structure et une baisse du potentiel agricole. Une dégradation très fréquente est l’affaissement des couches labourées sous l’action de la pluie, ou slumping. Notre objectif était d’identifier les mécanismes et les facteurs déterminants du slumping afin de proposer des techniques de prévention. L’étude a été conduite sous pluies naturelles (au champ) et simulées (au laboratoire). Au champ, la cinétique d’évolution des caractéristiques hydriques et physiques du sol a été suivie après un labour à 20 ou à 40 cm de profondeur, dans un sol sableux tropical Thaïlande. Au laboratoire, un sol cultivé modèle a été élaboré dans un cylindre (h et Ø = 20 cm) à partir i) du sol prélevé dans le champ expérimental, ii) de la fraction sable (> 50 μm) extraite de ce même sol. Les sols modèles ont subi des pluies d’intensité variable (de 20 à 120 mm/h) après mise en place sur une table à succion (20 à 90 hPa). Le slumping se produit lorsque deux conditions sont réunies: (1) l’eau doit atteindre un potentiel proche de 0 hPa ce qui réduit la cohésion et aboutit à un équilibre fragile du sol comme décrit par la physique des milieux granulaires; (2) ce potentiel doit être maintenu assez longtemps pour qu’une instabilité se produise et entraine une brusque et importante diminution de la cohésion, donc l’effondrement du matériau. Si la fraction fine (<50 μm) est retirée du sol, aucun effondrement n’est observé, démontrant l’importance de cette fraction limonoargileuse, pourtant minoritaire (<10-15 % en masse), dans l’instabilisation et le slumping. La prévention du slumping et la gestion des sols sableux sont discutées en guise de conclusion. / The sandy soil can serve as a potential reserve for cultivation. However, they are often considered as marginal because prone to have low productivity and problems of structure degradation. One of the degradations is compaction caused by rainfall or irrigation, which is called slumping. Our objective is to identify the processes and factors that affect slumping. The study had been done under natural conditions (field) and simulated conditions (laboratory) respectively. In the field, a tropical sandy soil in Thailand was selected. After 20 cm and 40 cm depth tillage, the dynamic of hydraulic and physical characteristics were measured. In laboratory, a cultivated soil model was build in a cylinder (height and diameter was 20 cm). We used two materials: 1) the original soil from the experiment field site, and 2) the sand fraction (> 50 μm) extracted from this soil. These model soils were submitted to rainfalls with different intensity (20 to 120 mm h-1), combined with different suction (20 to 90 hPa) on a suction table which can support the cylinder. The slumping for soil happens when two conditions were met: 1) the water potential reached a threshold value near 0 hPa. In this value, the soil cohesion decreased and a fragile equilibrium conditions were reached according to granular material theory; 2) the potential value was kept long enough and the cohesion continue decrease until they can no more support the equilibrium, so slumping happens. Surprisingly, in our treatment, when the fine particles (<50 μm) were taken out from the soil, no slumping was observed. This demonstrates the particles of clay and silt are very important to soil stability, even their content were very low as less than 10 percent. The possible ways to prevent slumping and management of sandy soils are also discussed.

Les propriétés de rétention en eau et leur relation avec les caractéristiques du sol ont fait l'objet de nombreuses études ces trente dernières années. L'objectif de ce travail est d'analyser la validité des fonctions de pédotransfert (FPT) établies avec des sols du territoire national, et de les comparer à celles développées à l'échelle de l'Europe. Les résultats montrent que les FPT établies avec des sols du territoire national conduisent à des prédictions de qualité meilleure ou similaire à celles obtenues avec les FPT établies à l'échelle de l'Europe. Il a été aussi montré que pour des sols du territoire national, des classes de pédotransfert établies par classe de texture (CFPT texturales) ou par classe de texture et de structure (CFPT texturo-structurales) conduisaient à de prédictions de meilleure qualité que celles obtenues avec des FPT beaucoup plus élaborées et réclamant une connaissance détaillée de la composition des sols. La prédiction des propriétés de rétention en eau est améliorée significativement lorsque la teneur en eau volumique à la capacité au champ in situ est utilisée comme prédicteur par classe de texture. Enfin, Les propriétés de rétention en eau ont été discutées pour les sols argileux en fonction de leur état structural à l'échelle des constituants élémentaires (mode d'assemblage des particules d'argile). Les résultats montrent que les propriétés de rétention en eau peuvent s'expliquer par les différences de teneur en argile et de mode d'assemblage des particules composant la phase argileuse.

Les risques de dégradation physique des sols forestiers sous l'effet de contraintes mécaniques externes liées à la mécanisation des opérations forestières, augmentent considérablement. Les mécanismes et le temps nécessaires à la restauration non assistée de la qualité des sols forestiers tassés restent encore peu étudiés, et leur identification nécessite de coupler les approches physiques, chimiques et biologiques. L'objectif de ce travail était d'étudier l'impact de la circulation d'un porteur forestier sur les conditions de l'enracinement (aération, régime hydrique et pénétrabilité) ainsi que son évolution à court terme. Ce travail s'appuie sur l'observation de deux sites expérimentaux mis en place dans le Nord Est de la France, concernant des sols de morphologie similaire (couche limono-argileuse de 50 cm d'épaisseur reposant sur un substrat argileux) et ayant subi des contraintes identiques. Des paramètres physiques (température et humidité du sol, densité apparente et résistance à la pénétration) et chimiques (composition de l'atmosphère du sol) ont été suivis pendant trois à quatre ans, à des fréquences allant d'un pas de temps quotidien à annuel. Le suivi du climat du sol et de la composition de son atmosphère a mis en évidence une diminution forte des conditions aérobies pendant un à un an et demi après le passage du porteur. Cet effet initial sur l'aération du sol a diminué subitement dès l'apparition de la première période de sécheresse édaphique, probablement grâce à la formation de fissures dans l'horizon de surface du sol tassé. Cependant un effet significatif du traitement sur la composition de l'atmosphère du sol pouvait toujours être observé trois à quatre ans après tassement. Pour suivre l'évolution des propriétés physiques du sol après circulation du porteur, il a été nécessaire d'opérer une normalisation par rapport à l'humidité au moment du prélèvement. Trois ou quatre ans après la circulation du porteur, une différence toujours significative existe entre les propriétés physiques des sols témoins et celles des sols tassés. Cependant une évolution de l'impact du porteur peut être mise en évidence dans la couche de surface (0-10 cm) des deux sites. Ce début de restauration se traduit, sur un des deux sites, par une différence entre traitement qui n'est plus significative quand les sols sont humides mais qui l'est encore quand les sols sont secs. Sur le deuxième site, cette différence a diminué quelle que ce soit l'humidité du sol. Ainsi, le début de régénération de la structure du sol perturbé ne s'accompagne pas d'une disparition de son comportement de prise en masse lors de son desséchement sur un des deux sites. Ce travail a permis de mettre en évidence une évolution des conséquences du porteur en surface du sol tassé qui serait liée à des processus physiques (gonflement -retrait, gel - dégel). Cependant, l'impact sur les conditions de l'enracinement (forte résistance à la pénétration quand les sols sont secs, faible aération quand ils sont humides) reste élevé de même que sur la résilience à long terme du peuplement.

Les risques de dégradation physique des sols forestiers sous l'effet de contraintes mécaniques externes liées à la mécanisation des opérations forestières, augmentent considérablement. Les mécanismes et le temps nécessaires à la restauration non assistée de la qualité des sols forestiers tassés restent encore peu étudiés, et leur identification nécessite de coupler les approches physiques, chimiques et biologiques. L'objectif de ce travail était d'étudier l'impact de la circulation d'un porteur forestier sur les conditions de l'enracinement (aération, régime hydrique et pénétrabilité) ainsi que son évolution à court terme. Ce travail s'appuie sur l'observation de deux sites expérimentaux mis en place dans le Nord Est de la France, concernant des sols de morphologie similaire (couche limono-argileuse de 50 cm d'épaisseur reposant sur un substrat argileux) et ayant subi des contraintes identiques. Des paramètres physiques (température et humidité du sol, densité apparente et résistance à la pénétration) et chimiques (composition de l'atmosphère du sol) ont été suivis pendant trois à quatre ans, à des fréquences allant d'un pas de temps quotidien à annuel. Le suivi du climat du sol et de la composition de son atmosphère a mis en évidence une diminution forte des conditions aérobies pendant un à un an et demi après le passage du porteur. Cet effet initial sur l'aération du sol a diminué subitement dès l'apparition de la première période de sécheresse édaphique, probablement grâce à la formation de fissures dans l'horizon de surface du sol tassé. Cependant un effet significatif du traitement sur la composition de l'atmosphère du sol pouvait toujours être observé trois à quatre ans après tassement. Pour suivre l'évolution des propriétés physiques du sol après circulation du porteur, il a été nécessaire d'opérer une normalisation par rapport à l'humidité au moment du prélèvement. Trois ou quatre ans après la circulation du porteur, une différence toujours significative existe entre les propriétés physiques des sols témoins et celles des sols tassés. Cependant une évolution de l'impact du porteur peut être mise en évidence dans la couche de surface (0–10 cm) des deux sites. Ce début de restauration se traduit, sur un des deux sites, par une différence entre traitement qui n'est plus significative quand les sols sont humides mais qui l'est encore quand les sols sont secs. Sur le deuxième site, cette différence a diminué quelle que ce soit l'humidité du sol. Ainsi, le début de régénération de la structure du sol perturbé ne s'accompagne pas d'une disparition de son comportement de prise en masse lors de son desséchement sur un des deux sites. Ce travail a permis de mettre en évidence une évolution des conséquences du porteur en surface du sol tassé qui serait liée à des processus physiques (gonflement –retrait, gel – dégel). Cependant, l'impact sur les conditions de l'enracinement (forte résistance à la pénétration quand les sols sont secs, faible aération quand ils sont humides) reste élevé de même que sur la résilience à long terme du peuplement. / Soil compaction belongs to the major treats to soil quality with no exceptions of forest ecosystems where the frequency and intensity of loads application increase since several decades. The mechanisms and the duration of soil quality recovery following heavy traffic in forests remain poorly documented and their study requires multidisciplinary approaches.The aim of this work was to evaluate the impact of forwarder traffic on the potential constraints to roots growth (aeration, water content, and penetrability) growing in two forest soils sensitive to compaction, and the evolution of these consequences in the short-term. This work is based on two experimental sites, set up in the northeast of France, with soils displaying similar morphologies (50 cm thick silt loam layer laying on a clayey layer) and having being loaded with the same forwarder under similar (wet) soil conditions. Soil climate (temperature and moisture), soil air composition, and soil bulk density and resistance to penetration were investigated continuously, monthly and yearly, respectively. Soil climate and air composition monitoring showed a strong initial decrease in aerobic conditions lasting one to one and a half year. The strong initial impact on soil aeration decreased concurrently with the first soil drought experimented at both sites, probably because of soil cracks formation in the disturbed soil. Yet heavy traffic still affected significantly soil air composition 3 to 4 years after compaction at both sites. To monitor changes in soil physical parameters, we had to standardize measures with regards to soil climatic conditions at the time of sampling. Three to four years after soil compaction, the difference in soil physical properties between treatments was still significant. However, changes in the impact of the forwarder traffic on soil physical characteristics could be stated in the surface layer (0–10 cm) of both sites. This beginning of soil restoration results at one of both sites in a difference between treatments that is no longer significant when soils are wet but that is still significant when the soils are dry. At the second site, the difference is still significant whatever soil moisture conditions but it has decreased since the start of the experiment. Consequently, this beginning of soil structure recovery is not accompanied by a disappearance of the hardsetting behaviour (decrease in hydrostructural stability) of the compacted soil at one site. In this study changes in the consequences of the forwarder traffic were stated in the surface soil layers of both sites, these changes may be due to physical processes (wetting – drying, freezing – thawing). Nevertheless, the impact remains strong on roots growth (high resistance to penetration when dry, poor gas transfer when wet) and on stand resilience to external stresses (drought, storm).