A l’écoute du sol, des bruits des vers de terre à ceux des racines de plantes

Couche superficielle de la croûte terrestre, le sol résulte de la transformation de la roche mère enrichie par des apports organiques à la faveur de processus liés à l’eau, à l’air ou encore aux organismes vivants qu’il héberge. Ces derniers concourent à la vie du sol et à son bon fonctionnement agro-écologique au service de la production agricole et de l’environnement.

Laissant à d’autres cornets acoustiques et stéthoscopes au profit de techniques modernes d’enregistrement acoustique et d’imagerie, les chercheurs de l’Inra et leurs collègues suisses ont ausculté le sol dans la perspective de suivre l’évolution de sa structure, à l’écoute des sons émis par les vers de terre en activité et les racines de plantes en croissance.

Les scientifiques ont mis en évidence que les émissions acoustiques causées par l’activité des vers de terre sont essentiellement liées au creusement de nouvelles galeries.  En effet, au cours de l’expérimentation, ces émissions s‘amplifient pendant les quatre premiers jours tandis que les vers de terre creusent leurs galeries durant les trois premiers jours. Ces émissions se stabilisent ensuite même si les déplacements des vers de terre, qui profitent des galeries nouvellement creusées, augmentent d’abord lentement puis s’accélèrent.

De même, les scientifiques ont montré que le développement des racines de maïs génère des émissions acoustiques. Relativement faibles durant les cinq premiers jours de l’expérimentation, elles augmentent puis se stabilisent à partir de la deuxième semaine. De nombreuses racines se développent dès le deuxième jour, atteignant 1,26 m de longueur au terme de la deuxième semaine. Ce plateau correspond avec la réduction des enregistrements acoustiques, suggérant plus globalement un lien entre les émissions acoustiques et la croissance des racines – le léger décalage pouvant être dû au positionnement des capteurs acoustiques dans la cellule de sol.

Ces travaux révèlent l’intérêt d’enregistrer les émissions acoustiques associées à des processus biophysiques qui contribuent à la structure du sol. Ils ouvrent des perspectives intéressantes pour suivre des processus difficilement observables, identifier les conditions qui leur sont ou non favorables et plus généralement, les gérer, suggérant à terme des applications in situ.

Au cœur de la technique

En laboratoire, les scientifiques ont suivi

• l’activité de vers de terre de la famille des Lumbricidae, Octolasiun cyaneum, dans des cellules en verre  (hauteur 25 cm, largeur 8 cm, épaisseur 0,8 cm) contenant un sol limoneux, sur une période de 7 jours ;
• la croissance des racines de graines germées de maïs, Zea mays, dans des cellules en verre (hauteur 27 cm, largeur 27 cm, épaisseur 1,2 cm) ou des colonnes en plastique (hauteur 20 cm, largeur 15 cm, épaisseur 15 cm) contenant un sol sableux, sur des périodes allant jusqu’à 19 jours.  

Ces dispositifs, maintenus à 13°C pour les premiers et 20°C pour les seconds, étaient équipés de capteurs acoustiques et d’appareils photographiques.