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Les sols de jardins, supports d’une agriculture urbaine intensive

Christophe Schwartz

Résumés

Les jardins potagers sont localisés dans des environnements anthropisés, à l’interface d’usages agricoles, urbains et industriels contrastés. Il en résulte des sols à haute fertilité et d’une grande diversité, issus d’une infinité de pratiques de jardinage elles-mêmes définies par des contraintes et des convictions écologiques ou économiques variables. Cependant, les sols de jardins sont certainement les supports de production alimentaire les moins connus. L’une des rares études ayant porté sur des sols de jardin français se situe dans la Région Lorraine. Ces sols présentent, en général, un horizon cultivé de 20 à 40 cm d'épaisseur, de couleur sombre. Leur teneur en matières organiques est en moyenne supérieure à 4 %, alors que celles des sols agricoles cultivés varient entre 1 et 3 %. En comparaison avec des sols agricoles, les sols de jardins présentent dans 70 % des cas de très fortes teneurs en éléments nutritifs. Les teneurs en métaux de ces sols sont en moyenne deux fois supérieures à celles des sols agricoles et sont corrélées, dans un ordre croissant, avec : la distance aux sources de pollution atmosphérique, le fond géochimique, les pratiques parfois très intensives liées au jardinage et l’âge du jardin. À partir de ces résultats issus d’un territoire ciblé, des travaux complémentaires sont aujourd’hui nécessaires à l’échelle (inter)nationale pour dégager des typologies de jardins potagers et acquérir des données d’inventaire représentatives nécessaires dans le cadre de futures évaluations environnementales, voire sanitaires, des activités de jardinage.

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Lieux d'étude :

Europe
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Texte intégral

Une courte définition du sol

1Par le passé, les études des sols se sont d’abord concentrées sur les sols des forêts et des parcelles agricoles. Les sols très anthropisés, perturbés de manière significative par l’Homme, ont très peu été pris en compte comme en témoignent les zones non cartographiées observables sur les cartes pédologiques. Ces cartes ont en effet été réalisées alors que la démarche cartographique était essentiellement fondée sur les connaissances de l’évolution naturelle de la couverture pédologique. Un sol résulte en effet classiquement de l’évolution des roches-mères sous l’influence des facteurs pédogénétiques que sont le climat, la végétation et la topographie. La formation d’un sol repose alors sur trois processus fondamentaux : altération, transport et accumulation de composés organo-minéraux dans les profils. En fonction des conditions climatiques, de la nature des roches mères, des situations topographiques, les conditions sont éminemment variables conduisant à une très grande diversité des sols. En agriculture, cette diversité, qui se reflète sur la fertilité et les aptitudes du sol à produire préférentiellement certaines espèces cultivées, est souvent estompée par les pratiques culturales qui peuvent conduire à une uniformisation des potentialités agronomiques des sols.

2Pour les plantes, le sol est le support des racines, le réservoir d’eau et d’éléments nutritifs et un réservoir biologique. C’est l’endroit où les organismes décomposeurs prennent en charge la dégradation de toutes les matières organiques produites dans l’écosystème (Vannier, 1979). Le sol est également le support des activités humaines. C’est le lieu de production agricole et forestière, le lieu de stockage de matières primaires et de déchets (Robert ,1996; Gobat et al., 1998) ce qui en fait le lieu de transit et de stockage privilégié des polluants minéraux et organiques et le rend particulièrement sensible à la dégradation. Le sol étant un milieu poreux, perméable et siège de phénomènes de transports (Bruckler, 1998), les polluants peuvent gagner les eaux de surface ou souterraines et d’autres compartiments des écosystèmes comme les plantes puis, par l’intermédiaire de la chaîne alimentaire, les animaux (Rivière, 1998) et l’Homme.

Fonctions des sols de jardins?

3Composants essentiels des écosystèmes, les sols assurent différentes fonctions : support de la production alimentaire végétale, support de la sylviculture, réservoir de biodiversité, support d’infrastructures, réacteur biogéochimique, filtre et de polluants. Les sols constituent alors une interface essentielle entre les compartiments des écosystèmes forestiers, agricoles, urbains ou industriels. En tant que support de la production agricole, les sols constituent un support essentiel à la sécurité alimentaire. La conservation de la qualité des sols, quelle que soit leur localisation ou usage actuel devra constituer l’un des grands défis des décennies à venir. Les sols de jardins ont des fonctions analogues à celles des sols agricoles : support des productions potagères et ornementales, réservoir d’éléments nutritifs comme l’azote ou le phosphore, réservoir d’eau, abri de biodiversité animale et végétale et aussi réceptacle pour de nombreux déchets. Les sols de jardins potagers peuvent être amenés à remplir des fonctions supplémentaires en lien avec leur localisation dans des secteurs urbanisés où ils contribuent à la production alimentaire de proximité. Eu égard à l’importance de la pratique du jardinage en France, mais aussi dans de nombreux pays industrialisés ou en voie de développement, une meilleure connaissance des sols de jardins destinée à la gestion de leur qualité est un défi à relever. Les problèmes se posent même avec plus d’acuité que pour les sols agricoles et pour au moins deux raisons : 1) le jardin potager peut être la source quasi exclusive d’alimentation végétale pour une famille et 2) les productions sont essentiellement végétales avec consommation directe sans transformation de la biomasse par l’animal.

4Dans la vaste littérature sur les jardins, il est question de jardin au sens général, de plantes cultivées, de pratiques de jardinage, de valeurs sociales et économiques, sans pour autant qu’il soit fait l’analyse qu’une composante centrale du jardinage est le sol. Il représente une valeur foncière, agronomique et aussi patrimoniale, parfois même affective. Néanmoins, la connaissance de la qualité des sols de jardins et de leur impact sur la qualité des plantes potagères récoltées et consommées reste très partielle, voire quasi inexistante. Cet article se destine alors à faire le point sur la qualité, largement méconnue, des sols de jardins, et sur les dangers et les risques réels pour la santé humaine. La qualité des sols sera considérée sous deux angles, la fertilité physique et chimique et le degré de contamination par des polluants. Dans un premier temps, pour les sols agricoles, nous proposerons une définition de la notion de qualité des sols et préciserons les différentes menaces dont ils font l’objet et les conséquences pour la santé humaine. Ensuite, nous focaliserons sur les sols de jardins familiaux et de particuliers. Alors se succéderont la présentation des sols de jardin, leur qualité, l’entretien de leur fertilité et les conséquences sur leur diversité, la détérioration de leur qualité, les risques associés et enfin, les recommandations possibles en matière de gestion.

La qualité des sols

5D’un sol destiné à la production végétale, la filière agroalimentaire attend une production quantitative si possible suffisante pour assurer l’autosuffisance, offrant un aspect, des qualités nutritionnelles, gustatives et une aptitude à la transformation optimale et exempte de substances toxiques indésirables. La qualité du sol agricole pourrait être définie de cette manière. La notion de qualité d’un sol n’est donc pas figée. Elle évolue en fonction de la nature des productions et des conditions économiques. Alors qu’est-ce qu’entretenir la qualité d’un sol? Une réponse à cette question particulièrement difficile serait assurer la durabilité du potentiel de production (ou fertilité physique et chimique) du sol, le protéger contre les atteintes extérieures (pollutions minérales et/ou organiques, organismes pathogènes) et conserver ses propriétés intrinsèques qui en font un système unique pour une production unique.

Les menaces pour les sols

6Le sol, ressource non renouvelable, fait l’objet de nombreuses menaces dont les principales et les plus préoccupantes sont l’érosion, le compactage, la salinisation, l’imperméabilisation et la pollution. Il constitue le réceptacle privilégié de nombreuses substances à caractère polluant apportées soit volontairement dans le cadre des pratiques agricoles (engrais et amendements, traitements phytosanitaires, épandage de déchets et de sous-produits des activités urbaines et industrielles) soit involontairement en fonction de son environnement proche (dépôts atmosphériques). Les composés à caractère polluant arrivant aux sols sont de natures variées (p. ex. pesticides, éléments en traces, hydrocarbures, PCB) et présentent des rémanences différentes dans les sols. Constituants des matériaux des technologies modernes, les métaux en traces sont dispersés dans l’environnement par les activités humaines. Non biodégradables, ils s’accumulent dans les sols conduisant à un accroissement inéluctable de leurs concentrations au cours du temps. Ils peuvent alors exercer des actions toxiques vis-à-vis des organismes dont l’apparition et l’amplitude dépendent des doses présentes, du milieu récepteur – de sa capacité à séquestrer les polluants — et de la sensibilité de l’organisme (Morel, 1997).

Sols urbains

7Jusqu’à ces dernières années, les sols des territoires sous forte influence anthropique ne faisaient pas l’objet d’investigations détaillées. Or, depuis le début du XXe siècle, la population française s’est massivement concentrée dans les villes et leurs périphéries, représentant actuellement plus de 70 % de la population totale. Ce phénomène semble inéluctable, le taux moyen d’accroissement annuel de la population urbaine depuis 20 ans étant en moyenne de 0,7 % par an. Dans les zones urbanisées, les sols représentent donc un enjeu essentiel et font l’objet de changements très rapides d’affectation et d’utilisation (p. ex. activités urbaines et industrielles, espaces verts, jardinage, maraîchage et agriculture périurbaine). Au sein même d’une zone géographique restreinte, ces sols souvent fortement remaniés sont caractérisés par une très forte hétérogénéité physico-chimique résultant en particulier des divers intrants de matériaux exogènes technogéniques en mélange ou non avec des matériaux terreux, faisant apparaître des Technosols ou Anthroposols, au sens des dernières classifications internationales ou nationales (Figure 1).

Figure 1. Variabilité de profils de sols urbains et périurbains (Technosols ou Anthroposols) susceptibles d’être le support de végétation urbaine

Figure 1. Variabilité de profils de sols urbains et périurbains (Technosols ou Anthroposols) susceptibles d’être le support de végétation urbaine

Crédit photographique : C. Schwartz

8En réaction à ce défaut de connaissances sur le fonctionnement et l’évolution des sols urbains, le projet de Directive Européenne sur la protection des sols (Communication de la commission au Conseil, au Parlement européen, Comité économique et social européen et au Comité des régions, 2006) place le diagnostic et la remédiation des sols dans les priorités. En Europe, on a recensé ces dernières années, 3,5 millions de sites dégradés, dont 500 000 contaminés par divers polluants. Ces sites sont souvent en interaction forte avec les populations humaines. Ils nécessitent une évaluation des risques environnementaux et sanitaires et la mise en œuvre de filières de traitement. La stratégie européenne a donc pour objectif général de protéger les sols et de garantir durablement leur utilisation en prévenant leur dégradation, en préservant leurs fonctions et en restaurant les sols dégradés. La réhabilitation des friches et la décontamination de leur sol constituent des priorités qui permettront de restaurer les milieux et de limiter l'emprise de l’urbanisation sur les sols agricoles. De plus, une part importante de ces surfaces dégradées et contaminées est amenée à être cultivée avec des plantes soit à usage alimentaire (p. ex. jardins potagers ou zones maraîchères), soit encore à intérêt de production de biomasse (p. ex. énergie, fibres) ou paysager. Dans ces situations, les interactions sols-plantes constituent un facteur déterminant du fonctionnement et de l’évolution de ces milieux et du devenir des matériaux technogéniques et des pollutions qu’ils contiennent potentiellement.

9La nature du sol est caractérisée par ses propriétés physiques, chimiques et biologiques. Les interrelations entre ces différentes propriétés déterminent la capacité et les limites du sol pour assurer la fonction de support de biomasse, et conditionnent plus globalement l’utilisation des terres. Les activités urbaines et industrielles peuvent entraîner des modifications de ces propriétés, et par là même, perturber l’équilibre dynamique des sols. En effet, les activités humaines produisent des déchets et sous-produits susceptibles de porter atteinte à la qualité et à l’innocuité des sols (El Khalil et al., 2008). Dans les années 70, l’étude de l’impact de ces différents modes d’exploitation sur la contamination des sols a initié des travaux de plus en plus nombreux sur les sols urbains (Norra et al., 2003). Les sols urbains sont caractérisés par une très grande fréquence de changements d’usage, ce qui les rend d’autant plus hétérogènes et difficiles à étudier. Le terme de sols urbains regroupe ainsi des sols modifiés de zones urbaines, industrielles ou artisanales, dans les écosystèmes de villages et de villes. Ils sont classés parmi les sols anthropiques ou Anthroposols (Schwartz, 1993; Rossignol et al., 2008) et sont le siège d’une large gamme d’activités différentes telles que le trafic routier, le commerce, l’industrie, les sites de dépôt, le logement ou encore les parcs (Norra et al., 2003). Les sols urbains sont influencés plus ou moins intensivement par les activités humaines (Morel et al., 1999; Béchet et al., 2009) et sont localisés principalement dans des territoires urbains. Ils incluent des sols composés de mélanges de matériaux, différents de ceux présents dans les secteurs forestiers ou agricoles voisins. De plus, les sols urbains présentent des horizons de surface souvent massifs, fortement modifiés par l’homme via des mélanges, de l’importation et/ou de l’exportation de matériaux technogéniques potentiellement contaminés. Ils sont aussi composés de sols d’espaces verts et de jardins qui sont plus proches morphologiquement et fonctionnellement des sols agricoles tout en ayant une gestion, une composition et un usage différent de ceux-ci (Schwartz, 2009).

La qualité des sols de jardins familiaux

10Les sols de jardins entrent dans différentes classifications sous le terme d’hortisols ou d’Anthroposols hortiques. Ces sols sont considérés comme ayant subi une fertilisation intense et ancienne. Des sols de jardins typiques ne se retrouveraient alors que dans les jardins de couvents ou de monastères vieux de plusieurs siècles par exemple. L’une des rares études ayant porté sur les sols de jardin français se situe en Lorraine (Schwartz et al., 1997), où environ 100 échantillons de sols ont été prélevés dans des jardins privés ou collectifs situés dans des zones urbaines, industrielles ou rurales. Si les sols de jardins ont, avant leur mise en service, des caractéristiques analogues à celles des sols agricoles, leurs propriétés vont alors évoluer au fil des actions du jardinier. Ils peuvent aussi être très différents si les jardins sont établis sur des zones qui ont fait l’objet de nombreuses transformations par l’homme (zones urbaines et suburbaines) et présenter de fortes traces d’influence humaine (dépôts, excavations). Les sols de jardins de particuliers peuvent être constitués de matériaux qui ont été remaniés par les travaux de construction des habitations (terrassement, apports, déchets). Enfin, en raison des activités urbaines et industrielles au voisinage des sols de jardin et du caractère très intensif du jardinage, la pollution des sols de jardins peut être suspectée.

11Ces sols présentent, en général, un horizon de surface de 20 à 40 cm d'épaisseur, de couleur sombre. Leur teneur en matière organique est en moyenne de plus de 4 % alors que des sols agricoles cultivés varient entre 1 et 3 %. Des pratiques culturales intenses et répétées entraînent une évolution rapide de la constitution des sols. L'activité microbienne est favorisée, la structure du sol est optimisée. En résumé, les propriétés physico-chimiques des sols sont fortement modifiées (Crößman et al., 1992). Les teneurs en nitrates et en phosphore (P) total sont élevées. À la différence des sols agricoles, les sols de jardins présentent dans 70 % des cas de très fortes teneurs en éléments nutritifs. Une étude suisse, réalisée en 1992, financée par l'Agence fédérale helvétique de l'environnement de la forêt et des espaces naturels (Buwal) et dont les principaux résultats ont été repris par Girardin (1994), a montré que les apports nutritifs n’étaient généralement pas justifiés. En moyenne, les apports totaux en azote (N) et en P étaient 3 fois, et en potassium (K) 5 fois, supérieurs aux besoins des plantes cultivées. Les sols de jardins présentaient ainsi une teneur en P en moyenne 10 fois supérieure à celle des terres de grandes cultures.

12Les sols de jardins sont ainsi des sols agricoles spécifiques (Morel et al., 1999; Schwartz, 2000), localisés en milieux urbanisés et sur lesquels les jardiniers produisent des plantes potagères à vocation alimentaire ou cultivent des plantes à vocation purement ornementale. Les sols de jardins potagers représentent des cas concrets de sols anthropisés. Ces sols sont le lieu d’une agriculture très intensive, générant des sols à haute fertilité et de grande diversité, en fonction de l’infinité des pratiques. Au sein des urbains, les sols de jardins potagers restent très certainement les sols à vocation de production alimentaire les moins étudiés alors qu’ils font probablement l’objet des pratiques les plus intensives dans des environnements éminemment anthropisés. Compte tenu des pratiques françaises d’autoconsommation de plantes potagères, des risques de transferts d’éléments indésirables ou potentiellement toxiques dans la chaîne alimentaire ne peuvent donc être écartés, avec leurs éventuelles conséquences sanitaires.

Entretien de la fertilité des sols de jardin

13La fertilité est la résultante d’un potentiel des sols et d’une action, celle de l’Homme. La fertilité est physique et chimique. Pour un sol de jardin, les propriétés physiques — texture, structure, plasticité, réserve en eau – sont généralement bien connues du jardinier qui « entretient son sol ». Les propriétés physiques des sols de jardins dépendent des matériaux parents, substrats naturels et matériaux exogènes et modifications du profil par l’Homme. Les propriétés chimiques sont généralement appréhendées de façon empirique et approximative, car elles ne reposent pas sur l’analyse de terre. Une confiance est faite aux apports d’amendements, d’engrais, de composts de diverses natures, pour assurer une fertilité chimique optimale. En fait, les apports sont la plupart du temps largement supérieurs aux exportations conduisant à une accumulation d’éléments fertilisants dans les sols et, par suite, leur transfert possible vers les nappes et leur accumulation dans les végétaux. La pratique la plus répandue pour entretenir la fertilité des sols de jardins familiaux est l’apport de matières organiques. Les apports se font le plus souvent sous la forme de fumiers, mais d’autres matières organiques sont aussi utilisées : tourbe, composts. Il en résulte, en moyenne, des teneurs de matière organique bien supérieures à celles des sols agricoles et ce qui différencie les sols de jardins entre eux sont bien souvent la teneur en matière organique et la profondeur de l’horizon de surface.

14La teneur du P total et assimilable est aussi un indicateur de la fertilité du sol. En moyenne, les sols de jardins présentent des teneurs de P assimilable nettement supérieures à celle des sols agricoles. La concentration dans la solution du sol, critère de caractérisation de la fertilité qui correspond à la fraction du P immédiatement assimilable, est en moyenne, très supérieure au niveau minimum requis pour assurer la nutrition phosphatée des plantes. Mais il existe une très grande disparité de fertilité liée essentiellement aux pratiques des jardiniers. Ainsi, sur un même lotissement de jardins familiaux établi sur une parcelle homogène sur le plan pédologique, il est fréquent de rencontrer des situations très contrastées avec des sols offrant une fertilité très élevée avoisinants des sols à faible fertilité.

15La multiplicité des approches de gestion de la fertilité des sols de jardin conduit à dire que chaque jardin est « une île au milieu d’un océan ». Contrairement aux pratiques agricoles professionnelles qui sont largement standardisées pour des raisons économiques, les modes de jardinage et de conduite des sols de jardins sont infinis. Ils relèvent de la synthèse personnelle faite par le jardinier des informations qu’il a pu collecter, soit structurées (ouvrages, journaux spécialisés, émissions radio ou télévision, conférences, méthodes alternatives), soit fragmentaires (transmission par les aînés, observation, bouche à oreille, publicité).

Risques liés à la pollution des sols de jardins

16Le jardinage est une activité agricole particulièrement intensive dont les produits sont généralement consommés par le producteur et ses proches. Dans certains cas, il s'agit de l'unique source d’aliments végétaux. Illustrons les risques liés à la pollution des sols de jardin en s’appuyant sur les connaissances acquises sur les éléments en traces. La culture de légumes sur sol pollué par les éléments en traces peut représenter un risque d'intoxication chronique des consommateurs. En fonction de diverses interventions humaines, les sols de jardins potagers peuvent contenir des niveaux élevés de métaux altérant ainsi la qualité des récoltes (Alt et al., 1981; Moir et al., 1989; Bahemuka et al., 1999; Kahle, 2000; Schwartz et al., 2000). Ces pollutions sont dues aux apports d’amendements, aux traitements phytosanitaires, aux déchets incorporés dans le sol, aux cendres de bois et de charbon par exemple. En général, les teneurs de métaux dans les sols de jardins potagers sont très liées à l’âge du jardin, c'est-à-dire à la durée des pratiques de jardinage intensif et d’enfouissement de déchets. À cela peuvent s’ajouter d'autres sources comme le fond géochimique et la pollution atmosphérique. Des travaux ont montré que les légumes cultivés dans les conditions de forte contamination anthropique contiennent des quantités très élevées d'éléments en traces (Schwartz et al., 2000; Douay et al., 2008a), ce qui n’est pas décrit pour des polluants organiques (Fismes et al., 2004).

17Dans la région de Sarrebruck (Sarre, Allemagne), 150 sols de jardins ont été cartographiés. L’âge du jardin a été pris comme critère de différenciation et sur 13 sites on a effectué des échantillons pour une caractérisation plus complète des sols et des matériaux parents. Les paramètres suivants ont été analysés jusqu’à une profondeur de 135 cm : pH, K et P assimilables, matières organiques, N total, métaux totaux, arsenic, CEC, PCB, HAP, texture, porosité, densité apparente, et humidité à pF 1.8 et 4.2. Parallèlement, à 20-30 km à l'ouest de Sarrebruck, dans le nord-est mosellan, un échantillonnage dans l’horizon de surface de 105 sols de jardins a été effectué dans des zones urbaines, industrielles et rurales. Les analyses ont porté sur la fertilité phosphorique (P assimilable et P soluble dans l’eau) ainsi que sur la teneur du sol en métaux (Pb, Cd, Cu, Ni, Zn) et leur disponibilité pour la laitue prise comme modèle de plante légumière.

18Les résultats donnés par l’analyse chimique montrent une très forte variabilité en lien avec les différentes pratiques de jardinage. Dans le cadre de cet échantillonnage, la composition du sol de jardin n’est pas véritablement en relation avec la proximité d’industries. Mais, dans les deux régions étudiées où l’activité charbonnière est importante et ancienne, les horizons de surface contiennent des résidus de cendres et de charbon. Localement, les influences de l’Homme sont observées dans des zones proches des usines chimiques montrant une acidification des sols, mais sans une augmentation des teneurs des métaux. L’activité industrielle peut fortement marquer la composition des sols de jardins par ses rejets, mais l’origine de la contamination, dépôts atmosphériques ou apports par le jardinier de matériaux exogènes, reste floue (Douay et al., 2008).

19Par exemple, les teneurs en métaux totaux des sols de jardins sont en moyenne deux fois supérieures à celles des sols agricoles et sont corrélées avec, en ordre croissant : la distance par rapport aux sources de pollution atmosphérique (routes et industries), la teneur en métaux des roches-mères (en particulier pour Ni et Pb), les pratiques liées au jardinage (p. ex. incorporation de déchets divers tels qu’ordures ménagères, débris de constructions et cendres; l’utilisation intensive d’engrais minéraux contenant des impuretés telles que Cu, Zn ou encore Cd); l’âge du jardin, facteur d’accumulation progressive des pratiques précitées) (Figure 3).

Figure 3. Teneurs en phosphore minéral de sols de jardins d’âges différents
Figure 3. Mineral phosphorus concentration in garden soils from different ages

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20Ainsi, les sols de jardins sont susceptibles d’être soumis à de nombreux remaniements et à de nombreux traitements physico-chimiques avec, pour conséquence, l’accumulation de substances polluantes pouvant être transmises à l’Homme directement ou indirectement. Les sources de pollution et la nature des polluants sont donc multiples. Ces sources peuvent être naturelles, liées aux activités industrielles et urbaines passées et/ou présentes, ou encore liées aux différentes pratiques du jardinier lui-même. Cette pollution peut être diffuse, c'est-à-dire que l’augmentation de la teneur en un polluant se fait dans le temps sur une grande étendue, mais est peu perceptible d’une année sur l’autre, ou être plus forte et locale (Cambier et al., 1998). Enfin, le degré de pollution des sols sera fonction de la durée d’exploitation du jardin, des pratiques et de la zone géographique (Schwartz, 1993; Putegnat, 2001).

Contamination liée aux activités industrielles et/ou urbaines

21Le degré et la nature de la contamination des sols urbains, et donc des sols de jardin, sont la résultante d’émissions, toujours en cours, dues à l’activité urbaine, industrielle (El Hamiani et al., 2010) ou domestique, et d’émissions historiques, héritées du passé (Francenne et al., 2008). Les activités industrielles et urbaines, incluant la combustion des énergies fossiles, l’utilisation de carburants plombés, l’incinération des ordures ménagères, sont des sources de pollution diffuse et locale.

22La pollution métallique des sols peut trouver son origine dans l’usage antérieur des sols. Les jardins, et notamment les jardins familiaux peuvent être localisés dans d’anciennes zones défrichées ou cultivées comme cela semble être le cas pour des jardins familiaux de la Communauté urbaine du Grand Nancy. Ces jardins ont ainsi pu être soumis à d’anciens apports agricoles, sur plusieurs décennies, impliquant l’apport important de produits phytosanitaires et d’engrais. De plus, les sols de jardins peuvent être composés de sols de remblais. On peut, en effet, noter la présence de matériaux anthropiques souvent accompagnés d'un apport d’éléments grossiers (déblais et gravats de démolition du bâtiment, de la construction routière ou ferroviaire, cendres, scories, boues, déchets industriels et ménagers). Les dépôts atmosphériques de substances minérales ou organiques représentent également une source majeure de pollution. Cette pollution peut être diffuse et/ou locale et peut pénétrer à plus d’un mètre de profondeur selon l’intensité de la pollution (Zhideeva et al., 2000). Ces dépôts peuvent tout d’abord résulter du trafic routier, car les jardins familiaux sont généralement installés en bordure des grands axes de circulation routière (autoroutes, rocades, voies express) ou ferroviaire. Dans le premier cas, les jardins sont susceptibles d'être exposés à une pollution d'origine routière de proximité, sachant que la plupart des voies rapides urbaines connaissent des trafics importants, de l'ordre de plusieurs milliers de véhicules par jour. Les flux de polluants routiers sont dus aux retombées des aérosols provenant des gaz d'échappement, aux apports des éléments traces métalliques émis par l'usure des véhicules et notamment des pneus (Councell et al., 2004), à l'abrasion des revêtements et des glissières de sécurité, au lessivage des produits d'entretien des routes (fondants contre le verglas, désherbants contre les mauvaises herbes). La pollution routière se traduit par des dépôts atmosphériques de Pb, Cd, Zn et HAP (Massounie, 2002; Wong et al., 2004). Ainsi, après plusieurs années de relargage des micropolluants routiers dans l'air, les jardins familiaux aménagés aux abords des voies rapides urbaines sont soumis à une pollution de proximité et de fond. Une étude réalisée par Massounie (2002) a montré, grâce à un carottage régulier du sol depuis la bande d'arrêt d'urgence jusqu'à une distance de 60 mètres à l'intérieur des jardins, que le sol accumulait de fortes concentrations en Pb (200 à 300 mg/kg MS). Ces concentrations dépassent de 2 à 3 fois les teneurs maximales admissibles dans les sols à vocation agricole fixées par l'arrêté ministériel du 8 janvier 1998 réglementant les épandages de boues de stations d’épuration sur les parcelles agricoles. Au trafic de véhicules s’ajoutent les activités industrielles de type sidérurgie, pétrochimie, fonderie ou encore exploitation minière. Elles ont pour conséquence le relargage dans l’atmosphère de substances polluantes qui se déposent sur les sols et les végétaux et s’y accumulent. La composition des retombées issues du traitement des minerais dépendra de leur composition.

23Cette pollution industrielle peut aussi être organique (hydrocarbures d’origine pétrolière, HAP, PCB, solvants hydrogénés) (Wennrich et al., 2002) ou composée d’éléments en traces comme ceux issus du trafic routier. On peut aussi détecter des métaux (p. ex. Cu, Cr, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn, Cd, Hg, Pb), des non-métaux (p. ex. B, Se, As) ou encore des radionucléides (p. ex. Cs, Sr). Cachada et al. (2009) ont étudié des sols de cinq villes européennes et ont observé une pollution aux polychlorobiphényles (PCB), en plus d’une contamination diffuse due au transport. Ces PCB sont des composés aromatiques organochlorés d’une grande stabilité chimique et qui persistent dans les sols et s’accumulent tout au long de la chaîne alimentaire. Loredo et al., (2003) ont étudié la qualité des sols d’une ville d’Espagne autrefois très active dans l’exploitation d’une mine de mercure. L’exploitation a cessé dans les années 70, cependant, du fait d’une mauvaise gestion, la mine subit des phénomènes d’érosion. Ainsi, cette exploitation minière et l’activité métallurgique qui lui était associée continuent d’avoir une forte influence sur la qualité des sols environnants. En effet, les auteurs ont mesuré des concentrations dans les sols en As et en Hg respectivement égales à 69 mg/g et 3,07 mg/g, teneurs qui, comparées à celles trouvées dans d’autres villes non minières, apparaissent comme anormalement élevées.

24Les revêtements des bâtiments, les peintures, les anciennes canalisations, les toits ou les barrières métalliques (Alloway, 2004) peuvent contenir une quantité non négligeable de substances métalliques telles que le Pb, Zn, Cd et Cr (Karlen et al., 2001). Ces matériaux, sous l’action combinée de l’érosion éolienne, des précipitations acides, de la pollution atmosphérique oxydante et du vieillissement naturel des matériaux, peuvent se détériorer et se détacher pour être relâchés dans l’environnement sous forme particulaire. Mielke et al., (1984) ont montré que la concentration totale en Pb, mesurée dans les cinq premiers centimètres de sols adjacents à des maisons en bois et peintes, était supérieure à celle mesurée dans des sols adjacents à des maisons non peintes. Les eaux de ruissellement d’origine urbaine représentent également une source de pollution drainant sur leurs parcours les poussières et les substances polluantes rencontrées.

Contamination due aux pratiques de jardinage

25Il existe une très grande variété d’intrants et produits phytosanitaires utilisés par les jardiniers afin d’améliorer la fertilité du sol ou pour éviter ou traiter les dégâts occasionnés par les maladies ou les nuisibles. L’utilisation répétée de matières fertilisantes et de traitements représente une source non négligeable de pollution. De nombreux auteurs ont ainsi montré une accumulation de métaux (As, Cd, Cu, Zn) dans les sols agricoles, de jardins et de vergers suite à l’utilisation de produits de traitement, de fumures animales et/ou de fertilisants (Chen et al., 1997). Les fumiers, lisiers, composts ou encore boues de stations d’épuration sont généralement utilisés pour améliorer la fertilité du sol. L’application de compost ou de boues augmente la quantité de matières organiques et la disponibilité des nutriments (Bevacqua et al.,, 1993; McConnel et al., 1993; Baize et al., 2002). Le compost ou les boues améliorent également les propriétés physiques du sol; ils augmentent sa porosité, la stabilité des agrégats, le contenu en eau disponible et préviennent l’érosion des sols. Cependant, la présence de contaminants organiques ou inorganiques dans ces produits peut constituer un danger. Une étude dans un verger réalisée sur six ans par Pinamonti et al. (1997) a montré que l’origine et donc la composition des composts avait un effet significatif sur l’augmentation de la concentration des éléments traces dans le sol, les végétaux et les fruits. Les composts de boues d’épuration et d’écorces n’ont eu aucun effet à court ou moyen terme alors que les composts composés de déchets municipaux solides, initialement plus riches en métaux, ont provoqué une augmentation des concentrations en Zn, Cu, Ni, Pb, Cd et Cr dans les sols, et en Pb et Cd dans les arbres et les fruits.

26Les produits utilisés par les particuliers, portant le nom de biocides, sont des substances ou des préparations utilisées pour la prévention, le contrôle ou l'élimination d'organismes jugés indésirables, qu'il s'agisse de plantes, d'animaux, de champignons ou de bactéries. L’efficacité de ces produits est due à la présence de nombreuses substances actives qui contiennent également des métaux comme le Pb, As, Cu, Hg et Zn (Alloway, 2004). On rencontre ces produits aussi bien dans des fruits, des légumes, des céréales que des produits d'origine animale. L’AFSSA (2009) a montré que 48 % des fruits et légumes, analysés lors d’une étude, contenaient au moins un résidu de produits phytopharmaceutiques. Une étude réalisée par l’UPJ/CSA a montré que lorsque les possesseurs de potagers/vergers ont recours aux produits de traitement et d’entretien, que la moitié d’entre eux trouve indispensables, les ¾ déclarent lire très soigneusement les recommandations d’utilisation et en tenir compte lors de l’application, que ce soit en matière de dosage (84 %), de délai de récolte (81 %) ou de fréquence d’utilisation (77 %). Ces jardiniers cherchent même à privilégier des substances ayant le moins d'impact possible. L’utilisation de substances qui peuvent apparaître comme plus sûres pour l’environnement, acceptées pour la culture biologique, comme la bouillie bordelaise, peut néanmoins s’avérer néfaste. Par exemple, la bouillie bordelaise, antifongique largement répandu pour traiter le Mildiou, est une solution de sulfate de cuivre additionnée de chaux, que l'on dose généralement entre 10 et 20 g/L d’eau. L’utilisation de ce produit en quantité trop importante peut entraîner une accumulation de cuivre dans le sol. On estime qu’environ 8 000 tonnes de pesticides sont utilisées chaque année dans les jardins amateurs. De fortes teneurs en métaux ont également été mesurées dans des produits de couverture des sols comme le mulch, les écorces ou les fibres broyées (Girardin, 1994).

27La présence et l’introduction dans les sols de composés qui peuvent s’avérer nocifs (p. ex. nitrates, nitrites, pesticides, métaux, hydrocarbures) constituent alors une menace potentielle pour la santé des consommateurs.

Quelles recommandations aux jardiniers?

28L’entretien de la fertilité des sols de jardin nécessite une bonne connaissance du sol. Celle-ci peut s’appréhender par les méthodes classiques de la science du sol (observation du profil, analyse de terre, enregistrement des différentes pratiques). Mais, afin d’éviter d’inscrire la démarche dans le schéma contraignant de l’activité agricole professionnelle, il est souhaitable de mettre à disposition des jardiniers des moyens d’information et des outils adaptés. Peu de jardiniers sont formés aux techniques agricoles et leur savoir est souvent empirique avec une conduite très intensive dans l’optique de maximiser les rendements et d’obtenir une bonne récolte. L’information qui permet, sans alarmer inutilement les populations, de transmettre aux jardiniers amateurs les pratiques de culture respectueuses de l’environnement et des produits, fondées sur des connaissances sérieuses devrait être renforcée.

29Vue sous l’angle de la contamination par les éléments en traces, la gestion de la qualité revêt une importance particulière. Des recommandations simples peuvent être faites considérant que les polluants sont souvent introduits par le jardinier lui-même. Il doit donc s’imposer une plus grande rigueur et aussi exiger une transparence plus grande des produits qu’il est amené à apporter sur sa parcelle. Il doit aussi systématiquement respecter les doses recommandées pour les produits commerciaux.

30Enfin, l’état moyen des sols de jardins potagers est mal connu. Cette méconnaissance de la qualité des sols de jardins est la conséquence de l’absence d’outils adaptés aux jardiniers pour faire le diagnostic de la situation. Pour mieux connaître et, par là, mieux gérer au long terme les sols de jardin, il faut développer des outils de diagnostic (Aelion et al., 2007; Sipter et al., 2008) afin que les jardiniers empruntent une approche plus rationnelle de la gestion de leur sol. Il y a là des voies de recherche et développement à suivre. Compte tenu des tendances observées d’augmentation plus rapide des concentrations de contaminants dans les sols de jardins que dans les sols agricoles, il est d’ores et déjà souhaitable de promouvoir des recommandations pour la culture sur sols contaminés (choix d’espèces, de variétés, apports d’amendements) et de développer des technologies de traitement d’extraction des polluants pour restaurer la qualité des sols (Schwartz et al., 2003; Clark et al., 2008; Douay et al., 2008 b; Shi et al., 2008; Li et al., 2009). Ces dernières ne peuvent se concevoir que simples, efficaces et respectueuses des propriétés agronomiques du sol, laissant entrevoir une application possible des biotechnologies.

Conclusion

31Les sols de jardins familiaux jouent un rôle essentiel dans la production alimentaire urbaine et dans le « contact à la nature » des citadins. Les pratiques de jardinage conduisent très souvent à la transformation radicale du sol initial et entraînent une très grande diversité de situations en fonction de la multiplicité des approches. Sols à vocation agronomique et aussi paysagère et récréative, voire lieu de gestion de déchets, ils sont à mi-chemin entre les sols agricoles et les sols de parcs urbains. Ils sont alors soumis à des influences et des pratiques très intensives, pas toujours bien maîtrisées, pouvant conduire à l’accumulation de polluants dans les sols et à la contamination de la chaîne alimentaire. Les risques d’intoxication des populations sont cependant faibles, voire inexistants, dans la plupart des cas. Il existe toutefois des situations où la conjugaison de facteurs défavorables vis-à-vis de la qualité des sols (activités antérieures, situation du jardin par rapport à des activités polluantes, fond géochimique) a contribué à l’accumulation de composés toxiques dans les sols. Ces cas, certes relativement marginaux sur la base des connaissances acquises à l’heure actuelle, doivent cependant être interprétés comme un signal incitant à une évolution des pratiques vers une meilleure gestion des sols de jardins.

32Des travaux supplémentaires seront alors nécessaires à l’échelle nationale et internationale pour dégager des typologies de jardins potagers et acquérir des données d’inventaire nécessaires dans le cadre de futures évaluations des risques environnementaux et sanitaires liés aux activités de jardinage. Les travaux de recherche à mener sur les sols de jardins urbains et périurbains concernent tout particulièrement l’amélioration des connaissances sur : la nature des sols de jardin (p. ex. description pédologique, caractérisation physico-chimique et biologique, biodiversité), leur âge et leurs origines (p. ex. sol importé, présence de remblais); les usages et les pratiques des jardiniers (p. ex. surface cultivée, gestion des déchets au jardin, nature des cultures, traitements fertilisants et phytosanitaires); les cultures (p. ex. type de culture, teneurs en polluants) issues des sols des jardins et leur consommation; l’impact potentiel sur les sols, sur la qualité des végétaux et la biodiversité des apports atmosphériques liés aux voies de transport et aux activités industrielles parfois proches des parcelles.

Remerciements

33Cet article fait une synthèse de travaux personnels sur les jardins lors des deux dernières décennies et s’inspire également des conclusions du programme de recherche intitulé « Caractérisation des sols, des usages et des productions potagères dans les jardins français » (SOJA) qui a été initié par l’ADEME en 2009 et dont l’auteur a assuré la coordination. Les travaux ont pu être réalisés grâce au soutien de l’ADEME, en particulier du fait de l’implication d’Antonio Bispo, ingénieur « sol et environnement », Service Agriculture et Forêt, Isabelle Déportes, ingénieur « impact sanitaire », Service Prévention et Gestion des Déchets, Isabelle Feix, expert national « sol », Direction Productions et Énergies Durables, et Franck Marot, ingénieur « sites et sols pollués », Service Friches Urbaines et Sites Pollués, ADEME. L’auteur tient à remercier Elodie-Denise Chenot, ingénieur d'études, chimiste, Université de Lorraine-INRA, Francis Douay, enseignant-chercheur en science du sol, Groupe ISA Lille, Camille Dumat, professeur en science du sol, biogéochimiste, INP-ENSAT, EcoLab, Céline Pernin, maître de conférences en écologie et faune du sol, Université de Lille 1 et Bertrand Pourrut, enseignant-chercheur en sciences environnementales, écotoxicologie, Groupe ISA Lille pour les nombreux échanges et travaux autour du thème des jardins. Je remercie enfin Jean Louis Morel avec qui j’ai fait mes premiers pas de pédologue urbain.

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Bibliographie

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Annexe

Tableau  : Teneurs en éléments en traces métalliques totaux des sols de jardin et des sols agricoles dans l’Est de la France (105 jardins), en Allemagne et au Royaume Uni (Crößman et Wüsteman, 1992; McGrath et Loveland, 1992; Schwartz, 1993; Alloway, 2004)

Table 1 : Trace element concentration in garden soils from eastern France, Germany and United Kingdom (Crößman et Wüsteman, 1992; McGrath et Loveland, 1992; Schwartz, 1993; Alloway, 2004)

ETM (mg kg-1)

Sols

Cd

Cu

Ni

Pb

Zn

France Moselle (105 jardins)

Moyenne

1,0

27,3

19,3

58,7

138

Max

5,3

181

56,4

340

518

Allemagne (3 624 jardins)

Moyenne

0,5

24

14

65

151

Max

7,3

196

69

627

1035

Angleterre, Pays de Galles et Écosse (4 127 jardins)

Moyenne

1,2

-

-

266

278

Max

40

-

-

14 100

14 600

Allemagne (18 000 sols agricoles)

Moyenne

0,4

15

15

36

67

Angleterre et Pays de Galles (5 692 sols)

Médiane

0,9

23

41

74

97

Figure 2: Dominante d’impact sur sols de jardins (n=150)

Figure 2 : Main characteristics of garden soils (n=150)

Image

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Table des illustrations

Titre Figure 1. Variabilité de profils de sols urbains et périurbains (Technosols ou Anthroposols) susceptibles d’être le support de végétation urbaine
Crédits Crédit photographique : C. Schwartz
URL http://vertigo.revues.org/docannexe/image/12858/img-1.jpg
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Pour citer cet article

Référence électronique

Christophe Schwartz, « Les sols de jardins, supports d’une agriculture urbaine intensive », VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement [En ligne], Hors-série 15 | février 2013, mis en ligne le 18 octobre 2012, consulté le 28 mai 2016. URL : http://vertigo.revues.org/12858 ; DOI : 10.4000/vertigo.12858

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Auteur

Christophe Schwartz

professeur en pédologie urbaine, Université de Lorraine, UMR 1120, Laboratoire Sols et Environnement, Vandœuvre-lès-Nancy, INRA, UMR 1120, Laboratoire Sols et Environnement, Vandœuvre-lès-Nancy

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