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Les sols, des milieux vivants très fragiles

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Vers un simulateur informatique des sols

Explorer les sols en 3 dimensions  |  Au croisement de l'informatique, des mathématiques et des sciences de la vie

Explorer les sols en 3 dimensions
Cependant, une analyse fine des propriétés biologiques des sols requiert une analyse de leurs caractéristiques structurelles au niveau microscopique. Une telle analyse demande la mise en œuvre d’outils d’investigation permettant d’explorer  le sol en trois dimensions avec des résolutions de l’ordre de quelques microns. Les premières approches dans ce sens (années 1990) utilisaient des coupes du sol (lames minces) à l’image de la création des premiers atlas anatomiques du corps humain.

Ensuite, durant cette dernière décade les techniques d’imagerie de tomographie tridimensionnelle se sont considérablement développées notamment dans le contexte d’applications médicales et industrielles. Aussi, depuis quelques années, des images tomographiques tridimensionnelles d’échantillons de sol avec de résolutions fines (3 à 10 µm) commencent à être exploitées par les chercheurs en sciences du sol. Le challenge consiste à mieux comprendre les propriétés d’hétérogénéité des sols qui était surtout perçu comme un média plus ou moins homogène sur lequel on effectuait des mesures globales.

L’introduction de ce nouveau moyen d’observation des structures microscopiques tridimensionnelles du sol devrait permettre à terme de mieux typer, en tout cas de manière plus déterministe, le fonctionnement biologique des sols. Par exemple, une analyse fine des propriétés géométriques de l’espace poral (espace libre) devrait permettre de mieux appréhender la spatialisation de l’activité microbienne. Il est clair que ces nouvelles approches induisent la mise en œuvre d’outils sophistiqués de mathématiques et d’informatique assez nouveaux en sciences du sol. Par exemple, la caractérisation de la géométrie des structures clés pour le fonctionnement du sol (espace poral,…) pose des problèmes encore ouverts de vision par ordinateur (géométrie algorithmique…) voire de mathématiques pures (géométrie algébrique…).