Des études pour mieux comprendre et comparer les sols

Le Cerema met en place un Laboratoire Vivant des Solutions fondées sur la nature, pour tester et évaluer des solutions dédiées à la gestion des eaux pluviales, à la désimperméabilisation des sols et au rétablissement de leurs fonctions.

Avant de déployer ces dispositifs, l’objectif est de connaître les différents types de sols présents sur le site.

1ère campagne: caractériser les différents sols  

En mars 2022, un diagnostic agro-pédologique sur les sols a été initié dans le périmètre du projet. Réalisé avec le bureau d’études Sol-Paysage, ce diagnostic a permis de caractériser l’état initial des sols, puis a été élargi lors d’une seconde campagne en septembre 2023 à d’autres types de sols situés dans la zone urbaine à proximité du site : un sol agricole et un sol forestier.

Le site présente différentes couvertures de sols : certains sont imperméabilisés, d’autres ont été remblayés et d’autres encore sont des espaces de type prairie.

Lors de la première étude, 9 fosses pédologiques ont été réparties sur le site d’étude pour rendre compte des différentes occupations du sol en lien avec l’histoire du site, un laboratoire météorologique créé en 1896 par Léon Teisserenc de Bort.

• 9 fosses pédologiques ont été observées et décrites sur le site du projet ; les fosses pédologiques sont des ouvertures de sol permettant de décrire l’organisation des différents horizons sur leur profondeur (1m20) et de faire des prélèvements pour analyse bio-physico-chimiques ; 
• Ces observations pédologiques sont complétées par la caractérisation des communautés lombriciennes (vers de terre) en surface ; 
• Des essais d’infiltration d’eau ont été réalisés en surface et en profondeur pour connaître la perméabilité des sols ;
• Des analyses à l’aide d’un spectromètre portable à fluorescence X ont été faites in situ dans les différentes fosses pour caractériser la pollution du sol et plus particulièrement : la teneur en éléments traces métalliques (plomb, zinc, cuivre, arsenic, …).

Cette première campagne a contribué à mieux connaître les différents types de sols présents sur sur le site. Deux fosses sont restées ouvertes et permettent d’accueillir des formations sur les sols, organisées par l’Union Professionnelle du Génie Écologique (UPGE). 

Ce premier diagnostic agro-pédologique a mis en évidence une assez forte hétérogénéité des sols majoritairement impactés par les activités humaines (selon des critères de degré d’anthropisation, types de matériaux, charge en éléments grossiers..). Les sols ont été classés en fonction de leur degré de naturalité des moins perturbés, correspondant à des Luvisols typiques ; aux plus modifiés qui correspondent à un sol scellé.

Les analyses permettront quant à elles, une fois couplées à ces observations, de préciser la qualité des sols sur la base d’indicateurs des fonctions exercées par ces sols.
Dans un deuxième temps, afin d’étudier le concept de chemin des sols urbains, une campagne a été réalisée sur le même principe pour s’intéresser à des sols agricoles (parcelle agricole de la Communauté d’Agglomération de Saint-Quentin-en-Yvelines) et des sols forestiers (parcelle forestière de l’ONF – Bois de Trappes) situés dans un même secteur.
 

Cette démarche vise à mettre en évidence les différences structurelles et fonctionnelles des milieux (praire, champs, foret).

études complémentaires 

Des chercheurs de l’IRD de Bondy (Henri Robain et Lotfi Smaili -UMR iEES-Paris) ont réalisé en parallèle de ces campagnes, des prospections géophysiques afin de caractériser l’hétérogénéité des sols de la parcelle agricole et de la parcelle du projet.

La méthode utilisée est celle de l’induction électromagnétique avec un DUALEM 21, un conductivimètre qui permet d’investiguer plusieurs profondeurs de sol (de 0,5 à 3,2 m). L’appareil traîné au long de transects parallèles les uns aux autres (Figure 1) permet de mesurer la variabilité de la conductivité électrique des sols de ce site.

Cette opération fournit un paramètre qui permet d'établir une carte des sols où, dans le cas de la parcelle du projet, on distingue clairement leur degré de perturbation par les différents réseaux enterrés (figure 2).

Diagnostic hydrologique

Afin de déterminer les caractéristiques hydrologiques du site le Cerema a réalisé en interne de 2021 à 2022 un diagnostic hydrologique.
Ce diagnostic consistait à :

• Effectuer un relevé topographique ;
• Mettre à jour les plans des réseaux d’assainissement et des bassins versant ;
• Caractériser le fonctionnement hydrologique (quantitatif et qualitatif) du site : 
  • tests de perméabilité,
  • suivi pluviométrique et débimétrique des réseaux pluviaux aux exutoires du site,
  • prélèvements d’eau et analyses physico-chimique.

Ces éléments de diagnostic permettent de projeter un nouveau mode de gestion des eaux pluviales intégrant la déconnexion et la désimperméabilisation du site. Cette première étude servira de base à l’évaluation des performances de ce mode de gestion alternatif par rapport à l’actuel ("tout-tuyau").