Contexte conceptuel

Les teneurs en ETM mesurées aujourd'hui dans les sols résultent :

- de processus naturels. Ainsi, la composition chimique initiale est héritée du matériau géologique dont le sol est issu, plus ou moins modifiée ensuite par l’évolution pédogénétique et la différenciation d’horizons en absence de tout apport d’origine humaine. Cet état initial est nommé fond pédo-géochimique naturel (FPGN) ou concentration pédo-géochimique naturelle (CPGN). D’un endroit à un autre, cette CPGN peut varier grandement, en fonction de la nature de la roche, de l’histoire géologique locale et du type et durée de la pédogenèse.

- et de divers apports tels que ceux liés aux :

• retombées atmosphériques d’origine naturelle (poussières volcaniques) ou anthropique (par ex. : poussières industrielles, ou liées aux chauffages urbains, ou à l’incinération de déchets, ou au trafic automobile),

• pratiques agricoles liées à la gestion "classique" des parcelles (par ex.: engrais, fumiers, lisiers, amendements calcaires, oligo-éléments, produits de traitements tels que les pesticides ou phytosanitaires),

• pratiques agricoles liées à la valorisation agricole des déchets (par ex. : compost d’ordure ménagères, eaux usées, boues d’épuration urbaines),

• pollutions flagrantes, localisées à faibles distances de sources ponctuelles industrielles ou minières, impliquant des flux importants.

Les valeurs du fond pédo-géochimique naturel en éléments traces métalliques ne peuvent pas être estimées directement à partir des teneurs mesurées dans les horizons de surface des sols. Elles sont seulement accessibles en raisonnant à partir des mesures stratifiées de manière adéquate et grâce à la connaissance du contexte pédo-géologique local (Baize, 1997b).

En France, parmi les quatre grandes bases de données relatives aux éléments traces métalliques, seuls les programmes ASPITET (Baize, 1997a) et le Référentiel Pédo-Géochimique du Nord-Pas de Calais (Sterckeman, et al., 2002) ont été conçus pour accéder à ces teneurs "naturelles". En effet, une parfaite connaissance était disponible des matériaux parentaux, du type de sol, de la morphologie de chaque solum, de la composition et de la nature pédogénétique des horizons profonds.

En revanche, il est généralement possible de déduire des mesures disponibles les "teneurs agricoles habituelles" (TAH) en ETM. Celles-ci sont les gammes de concentrations observées le plus fréquemment dans les horizons de surface des sols agricoles soumis à des pratiques agricoles usuelles, en l’absence de pollutions industrielles ou minières ou de contaminations majeures. Les TAH prenant déjà en compte les contaminations diffuses atmosphériques et agricoles, leur détermination peut permettre de mettre en évidence des sites fortement contaminés par rapport à d’autres ayant reçu seulement des contaminations diffuses faibles.

Une connaissance correcte des TAH en éléments traces métalliques est indispensable à plusieurs titres :

- elle constitue une aide pour la rédaction des réglementations ou guides de bonnes pratiques concernant la pollution ou la protection des sols (ex : politique européenne de protection des sols),

- elle permet, par comparaison, de déterminer et donc de cartographier les zones où les sols sont contaminés par l’homme de manière diffuse, ou à l’inverse, de déterminer les zones où il existe des risques de carences en "oligo-éléments" par rapport aux cultures et élevages.

Historique des travaux

Une première collecte de résultats d'analyses, réalisée en 1992, avait permis de recueillir 333 analyses d'échantillons provenant d'une dizaine de départements du quart nord-est de la France (Pailler, 1992). La présente collecte reprend donc avec plus d'ampleur en temps et en moyens les données déjà rassemblées et traitées en 1992.

En 1997, la France ne disposait pas de programme national de mesure des teneurs en éléments traces dans les sols. Seuls existaient alors les onze sites de l'Observatoire de la Qualité des Sols (l'OQS – Martin et al, 1999) et une première Synthèse Nationale des Analyses de Terre relative à la période 1990-1994 (Schvartz et al., 1995). Mais, dans le cas de cette dernière, seulement quelques milliers de données analytiques concernaient le dosage de trois oligo-éléments : le bore soluble à l'eau bouillante, ainsi que le cuivre et le zinc extraits à l'EDTA. Il s'agissait donc d'une approche agronomique des oligo-éléments présents dans les sols pour déceler d'éventuelles carences et non de la détermination systématique des teneurs "totales" en ces éléments traces.

Pour récupérer les données des plans d'épandage de boues d'épurations urbaines, l’ADEME a sollicité les différents détenteurs d’analyses afin qu'ils fournissent des données géo-référencées, sous couvert de confidentialité (les parcelles analysées ne devant pas être identifiables lors de la restitution finale). Les travaux de collecte, d’informatisation et de traitement des données ont été réalisés au cours des années 1997 et 1998 à l’INRA d’Orléans.

La nouvelle réglementation française sur l'épandage de boues issues du traitement des eaux usées sur les sols agricoles est constituée du décret 97-1133 du 8 décembre 97 et de l'arrêté d'application du 8 janvier 1998. Elle a donc été publiée au milieu de la période de collecte des données. C'est pourquoi il est souvent fait référence dans le présent document à la norme AFNOR NF U 44-041 de 1985 qui continuait alors à être appliquée.

Publications

Plusieurs articles ou documents ont déjà été publiés en utilisant des informations contenues dans cette base de données : ils sont marqués d'un astérisque dans la liste des références bibliographiques.

En outre, deux thèses récentes sont venues éclairer, confirmer et expliquer nombre de résultats évoqués par la présente collecte.

Sterckeman T., 2004 – Caractérisation du fond géochimique en éléments en traces dans les sols issus de roches sédimentaires du Nord de la France.
Colinet G., 2003 – Éléments traces métalliques dans les sols. Contribution à la connaissance des déterminants de leur distribution spatiale en région limoneuse belge.