En cas de sécheresse, il faut plus que jamais écouter les sols

Du pissenlit au chêne, du maïs à la linaigrette, toutes les plantes terrestres dépendent de leur capacité à puiser l’eau dans le sol. Un mécanisme qui paraît banal, mais qui repose sur un équilibre physique complexe. L’eau est stockée dans le sol au sein de pores de tailles variables. Pour l’absorber, les racines accomplissent un exploit face à la gravité et à la capillarité. Or, en période de sécheresse, cet approvisionnement se grippe et l’alimentation en eau de la plante finit par être compromise, ce qui met sa croissance en péril.

Jusqu’à présent, la communauté scientifique ne parvenait pas à déterminer précisément à quel niveau se produisait ce blocage. Andrea Carminati, professeur de physique des sols à l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), et Tim Brodribb, spécialiste de la physiologie végétale à l’Université de Tasmanie, ont identifié le principal coupable: le sol et ses propriétés physiques contraignantes. «Quand le potentiel hydrique du sol passe sous un certain seuil, les plantes ne parviennent plus à absorber l’eau assez vite», résume Andrea Carminati. Plus les pores du sol sont petits, plus les forces physiques qui retiennent l’eau augmentent, jusqu’à limiter fortement son extraction par les racines.

Une stratégie coûteuse

Afin de parvenir à ces résultats, publiés dans la revue Science, le chercheur de l’EPFZ et ses collègues ont analysé la tension vasculaire dans les vaisseaux des plantes ainsi que les échanges gazeux au niveau des feuilles de 19 espèces végétales. Lorsque cette tension, que la plante ajuste en fonction des contraintes imposées par le sol, dépasse un seuil compris entre 1,3 et 1,4 mégapascal, les stomates – de minuscules pores situés sous les feuilles – se ferment afin de limiter les pertes d’eau.

Cette stratégie permet au végétal d’éviter la déshydratation, mais elle a un coût. En stoppant la transpiration, la plante se prive d’un mécanisme essentiel à la régulation de sa température et à la photosynthèse. Sa croissance ralentit alors fortement, voire s’interrompt. Grâce à cette avancée de la recherche, «le comportement des stomates peut être prédit à partir des propriétés physiques du sol», souligne Andrea Carminati.

Patate douce, pois chiche, sorgho ou millet

Notre interlocuteur se réjouit des fruits de cette approche globale alliant physique du sol et écologie végétale. Il estime que ces résultats chiffrés permettront de faire progresser la recherche agronomique (par exemple pour déterminer le meilleur moment pour l’irrigation), dans un contexte de réchauffement climatique et de dégradation des sols.

Jusqu’alors, les ingénieurs agronomes tentaient, sans succès, de développer des cultures capables de stocker davantage de sels dans leurs cellules. Maintenant qu’il est établi que le goulot d’étranglement se situe au niveau du sol, la perspective change. Pour sélectionner les cultures plus efficacement, le chercheur préconise de «concevoir la plante en fonction du type de sol dans lequel elle poussera», qu’il soit argileux ou sableux.

En Suisse aussi, les agriculteurs doivent composer avec une alternance d’épisodes secs et de fortes précipitations. Le maintien de la qualité des sols constitue justement l’un des objectifs de la station d’essais sur les sols agricoles, issue d’un partenariat entre Agroscope, le canton de Vaud et Prométerre, et inaugurée à Moudon en février 2026.

Priorité aux racines

Robin Krischner, responsable du projet, indique que pour faire face aux extrêmes climatiques, le principal levier d’action passe par la biodiversité. Autrement dit: diversifier les productions afin de réduire les pertes de récoltes. Pour parer aux étés secs, «il faut copier les cultures des régions plus au sud: la patate douce, le pois chiche, le sorgho ou le millet». Une autre solution? L’agroforesterie, que des agriculteurs vaudois testent déjà et qui améliore, entre autres, l’hydratation des sols.

Concernant les régions pauvres en eau, le chercheur Andrea Carminati conseille de choisir des variétés capables de bien extraire l’eau du sol, surtout lors des journées chaudes et sèches qui rendent les plantes vulnérables. Celles qui possèdent un système racinaire plus développé et donc une plus grande capacité à acheminer l’eau vers les feuilles sont intéressantes, explique-t-il. Au-delà des futures applications agricoles, sa découverte scientifique majeure est un bel exemple des équilibres fragiles et des fascinantes interconnexions composant le vivant.