La fonction hydraulique de la matière organique humifiée — retenir l'eau au-delà du stock de carbone

Pendant plus d’un siècle, la compréhension de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire des sols (MOS) a reposé sur le concept d’humification. Issu des travaux fondateurs de la chimie agricole au tournant du XXᵉ siècle, ce paradigme postulait que les résidus végétaux et animaux subissent, sous l’action des microorganismes, une transformation progressive aboutissant à la formation de composés macromoléculaires spécifiques, les substances humiques (Stevenson, 1994). Celles-ci étaient réputées stables, amorphes, de haut poids moléculaire et intrinsèquement récalcitrantes à la biodégradation. Le fractionnement chimique par solubilité différentielle en milieu alcalin, introduit par Sprengel puis systématisé par Waksman (1936), a défini trois classes opérationnelles devenues canoniques : les acides humiques (précipitables en milieu acide après extraction alcaline), les acides fulviques (solubles quel que soit le pH) et l’humine (fraction insoluble résiduelle). Ces extraits, dont la masse pouvait représenter 50 à 80 % du carbone organique total dans de nombreux sols tempérés (Stevenson, 1994), ont longtemps été considérés comme le cœur fonctionnel de la MOS, gouvernant des propriétés essentielles telles que la capacité d’échange cationique, la stabilité structurale et la rétention en eau. C’est dans ce cadre théorique que s’est développée l’idée d’un « humus » substance-mère conférant au sol sa fertilité hydrique et chimique.

Cette architecture conceptuelle s’est effondrée sous l’effet conjugué des avancées de la spectroscopie à haute résolution et de l’observation in situ. La critique fondamentale, formulée avec une ampleur décisive par Kleber et Lehmann (2019), démontre que les substances humiques extraites ne sont pas des entités macromoléculaires naturelles, mais des artefacts de l’extraction alcaline. La spectroscopie RMN du ¹³C, la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (FT-ICR-MS) et l’imagerie nanoSIMS révèlent, dans les sols intacts, un assemblage de petites molécules organiques simples (acides organiques, sucres, peptides, fragments lipidiques) de masses molaires généralement inférieures à 1000 Da, associées entre elles et aux surfaces minérales par des liaisons hydrogène et des interactions hydrophobes (Piccolo, 2002 ; Sutton & Sposito, 2005). En milieu alcalin concentré, ces assemblages se réarrangent et se polymérisent partiellement par condensation oxydative, générant des structures de haute masse apparente qui n’existent pas dans le sol. La microscopie électronique et la nano-spectrométrie confirment l’absence de macromolécules humiques covalentes au sein de la matrice du sol (Kleber et al., 2007 ; Schmidt et al., 2011). L’humification, en tant que processus de synthèse secondaire de biopolymères géochimiques stables, est ainsi invalidée : la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire évoluée du sol est un continuum de fragments en décomposition, dont la persistance dépend des conditions environnementales et de la protection physique offerte par l’agrégation et l’association aux minéraux, et non d’une récalcitrance moléculaire intrinsèque.

En lieu et place du paradigme humique, Lehmann et Kleber (2015) ont proposé le Soil Continuum Model, qui décrit la MOS comme un flux continu de composés organiques progressivement fragmentés, oxydés et intégrés à la fraction minérale. Dans ce cadre, deux grands compartiments fonctionnels émergent, non plus fondés sur une chimie extractive, mais sur la dynamique et la localisation spatiale : la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire particulaire (POM, particulate organic matter), constituée de fragments végétaux et fongiques en voie de fragmentation (> 50 µm), et la matière organique associée aux minéraux (MAOM, mineral-associated organic matter), formée de petites molécules adsorbées sur les surfaces argileuses et oxydes (< 50 µm) (Cotrufo et al., 2013 ; Poirier et al., 2018). La POM, labile et riche en polysaccharides structurants, présente une densité de charges fonctionnelles élevée, tandis que la MAOM, stabilisée par sorptoprotection, est dominée par des groupements carboxyles et aromatiques de faible dimension, issus du métabolisme microbien (Kallenbach et al., 2016). Ce modèle, validé par une convergence de données isotopiques, pyrolytiques et microscopiques, réorganise la compréhension des fonctions de la MOS. La rétention en eau et la capacité d’échange ne sont plus attribuées à un « humus » chimiquement défini, mais à la densité et à la réactivité des surfaces organiques et organo-minérales réparties sur l’ensemble du continuum.

L’abandon de l’humification macromoléculaire oblige à repenser l’origine de la fonction hydraulique de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire dite « évoluée ». L’analyse qui suit s’inscrit dans cette exigence post-humique. Elle ne méconnaît pas l’héritage agronomique des substances humiques, mais refuse de réifier un concept que la science du sol contemporaine a réfuté. Décrire comment la matière organique retient l’eau indépendamment du dogme humique revient à identifier, à l’échelle moléculaire et supramoléculaire, les mécanismes physico-chimiques par lesquels les fragments organiques, qu’ils soient particulaires (POM) ou adsorbés (MAOM), augmentent la capacité de rétention en eau du sol. Ces mécanismes — charge de surface, porosité additionnelle, ponts capillaires, modification de la mouillabilité — seront examinés dans les sections suivantes, en mobilisant les fractions fonctionnelles du SCM et les données quantitatives disponibles, sans jamais invoquer une « macromolécule humique » dont l’existence n’a pas résisté à l’épreuve de l’observation directe. La résilience hydrique des sols, enjeu cardinal de l’agriculture régénératrice, peut ainsi être adossée à une assise conceptuelle rénovée, gage de solidité pour les recommandations opérationnelles qui en découlent.

La capacité d’une matrice organique à retenir l’eau dépend d’abord de l’étendue de son interface avec la phase liquide, c’est-à-dire de sa surface spécifiqueAire totale des surfaces colloïdales par unité de masse (m²/g). Détermine la capacité d'adsorption, la rétention d'eau et la création de microhabitats microbiens. Varie de 1-10 m²/g (sables) à 10-40 m²/g (kaolinite), 80-120 m²/g (illite) et 600-800 m²/g (smectites). La MO humifiée atteint 800-900 m²/g. La surface spécifique active — argiles + MO — est l'indicateur physico-chimique le plus direct de la fertilité potentielle d'un sol. → Vocabulaire et de son volume poreux accessible. Les matières organiques évoluées, qu’elles soient issues de la transformation progressive des litières dans les sols ou produites par pyrolyse, développent une porosité hiérarchisée dont les micropores (< 2 nm) constituent des sites de rétention capillaire intense. Des travaux sur des biochars issus de bois ou de boues d’épuration montrent que les traitements réalisés à haute température (700 °C) conduisent à des structures carbonées présentant une porosité fine très développée, susceptible de modifier fortement la rétention d’eau et le transfert de solutés dans le sol (Yang et al., 2019). Ces micropores agissent comme des éponges moléculaires, retenant l’eau bien au-delà des seules forces gravitaires. L’étude d’un biochar de déchets de thé (TWB) a permis de visualiser des particules irrégulières dotées de micropores de dimensions variées, directement associées à un gain mesurable de la capacité de rétention en eau du sol (Riaz et al., 2025). La surface spécifique de ces matériaux peut atteindre plusieurs centaines de mètres carrés par gramme, comparable à celle des argiles gonflantes, ce qui explique qu’une faible fraction massique d’amendement organique évolué suffise à augmenter substantiellement la réserve hydrique du sol (Lal, 2020).

Au-delà de la porosité, la nature chimique de la surface organique détermine son affinité pour les molécules d’eau. Les matières organiques évoluées portent une abondance de groupements fonctionnels oxygénés — carboxyles (–COOH), hydroxyles phénoliques (–OH) et, dans une moindre mesure, carbonyles et quinones — qui constituent des sites de liaison hydrogène avec l’eau liquide. La densité et la répartition de ces charges polaires gouvernent la rétention d’eau à des potentiels matriciels élevés, typiquement entre la capacité au champÉtat d'hydratation d'un sol après l'écoulement de l'eau gravitaire (excès), représentant la quantité maximale d'eau que le sol peut retenir contre la force de gravité (Amigues et al., 2006). Elle définit la limite supérieure de la réserve utile en eau, essentielle pour évaluer la disponibilité hydrique pour la croissance des cultures (Battude, 2017; Kapsambelis, 2022) → Vocabulaire (–33 kPa) et le point de flétrissement temporaire. L’apport de biochar de déchets de thé, riche en groupements fonctionnels acides, a ainsi accru la rétention hydrique d’un sol de 0,55 mL H₂O g⁻¹ de sol sec, une augmentation attribuée pour partie à ces interactions hydrophiles de courte portée (Riaz et al., 2025). La teneur en carbone organique des fractions alcalino-solubles — souvent assimilées aux substances humiques — est corrélée positivement avec la teneur en eau utile, confirmant le rôle prépondérant de la chimie de surface dans la fonction hydraulique. Ces interactions hydrogène expliquent qu’une particule organique dense retienne plusieurs fois son poids d’eau avant que les forces capillaires internes ne deviennent dominantes.

Lorsque les ponts hydrogène et les forces de Van der Waals s’organisent au sein d’un réseau tridimensionnel de macromolécules organiques souples, l’eau s’insère dans les interstices et forme un continuum de couches adsorbées. Ce comportement, qualifié d’effet « gel hydrique », se traduit par une rétention élevée d’eau fortement liée et peu mobile, caractéristique des matières organiques évoluées. Il combine la capillarité dans les micropores, où les pressions négatives peuvent dépasser –1,5 MPa, et la formation de clusters d’eau autour des groupements hydrophiles. L’ajout de biochar de thé a illustré ce mécanisme en apportant un réseau microporeux et polaire qui piège l’eau en augmentant la disponibilité hydrique du sol de 0,55 mL g⁻¹ (Riaz et al., 2025). Cet apport hydrique ne relève pas d’une simple accumulation gravitaire, mais d’une mobilisation lente et continue au profit des racines, maintenant une continuité hydraulique même lorsque le potentiel hydrique du sol s’abaisse. La matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire évoluée stabilise ainsi une fraction non négligeable de la réserve en eau utile, surtout dans les sols à texture grossière.

Il est essentiel de dissocier la rétention hydrique intrinsèque de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire évoluée des effets indirects médiés par l’activité biologique ou l’agrégation. Des expériences avec des apports de biochar montrent que l’augmentation de la capacité de rétention est immédiate et durable, même lorsque les communautés microbiennes sont peu actives, car ces matériaux sont composés de formes de carbone récalcitrantes et ne stimulent pas brutalement la minéralisation. L’étude de Yang et al. (2019) sur le lessivage du carbone organique dissous après amendement de biochars indique que les variantes produites à 700 °C, comme le SS700, réduisent significativement la mobilisation du carbone dissous, signe d’une forte adsorption physique et d’une stabilité chimique. Ce comportement confirme que les propriétés de rétention d’eau de ces matériaux résident d’abord dans leur porosité et leur chimie de surface, et non dans la synthèse d’exsudats microbiens ou la formation secondaire d’agrégats. Même dans un cadre conceptuel où le terme « humification » est contesté, la fraction évoluée et stable de la matière organique du sol exerce une fonction hydraulique directe, mesurable et indépendante des mécanismes trophiques.

Les mesures directes sur des fractions organiques isolées révèlent une aptitude remarquable à adsorber l’eau. La matière organique stabilisée, caractérisée par une forte densité de groupements fonctionnels oxygénés (carboxyles, hydroxyles phénoliques), peut retenir de 3 à 10 grammes d’eau par gramme de masse sèche selon le potentiel hydrique appliqué (Chenu et Cosentino, 2011). À la capacité au champ (pF 2,5), des valeurs de l’ordre de 4 à 6 g g⁻¹ sont couramment rapportées pour les acides humiques extraits de sols tempérés (Schaumann & Bertmer, 2008). Cette capacité résulte de la combinaison d’une adsorption surfacique sur les parois des micropores (eau liée) et d’une rétention capillaire au sein du réseau poreux intra-particulaire. La surface spécifiqueAire totale des surfaces colloïdales par unité de masse (m²/g). Détermine la capacité d'adsorption, la rétention d'eau et la création de microhabitats microbiens. Varie de 1-10 m²/g (sables) à 10-40 m²/g (kaolinite), 80-120 m²/g (illite) et 600-800 m²/g (smectites). La MO humifiée atteint 800-900 m²/g. La surface spécifique active — argiles + MO — est l'indicateur physico-chimique le plus direct de la fertilité potentielle d'un sol. → Vocabulaire élevée de la matière organique, dépassant souvent 200 m² g⁻¹ pour les fractions les plus évoluées (Wang et al., 2024), multiplie les sites d’interaction avec les molécules d’eau. Chaque pourcent additionnel de carbone organique dans un sol sableux peut ainsi augmenter la teneur en eau volumique de plusieurs pourcents, bien au-delà de ce que la seule augmentation de la porosité texturale laisserait présager.

L’impact de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire sur la réserve en eau disponible pour les plantes (PAWC, plant available water capacity) est particulièrement marqué dans les sols à texture grossière, où la fraction minérale offre peu de microporosité. Castellini (2024) a suivi l’évolution de la PAWC sur un Arenosol méditerranéen après des apports répétés de compost. L’augmentation de 1 % du stock de carbone organique dans les 30 premiers centimètres s’est traduite par un gain moyen de 12 mm de réserve utile, soit une hausse d’environ 40 % par rapport au témoin non amendé. Ampong et al. (2022) ont obtenu des résultats concordants sur des sols sableux tropicaux : l’incorporation de 20 t ha⁻¹ de fumier composté a relevé la PAWC de 15 % en moyenne, avec une relation linéaire positive entre la teneur en carbone labile et l’eau retenue entre −33 kPa et −1 500 kPa. Ces données empiriques corroborent les méta-analyses antérieures (Rawls et al., 2003) qui estiment l’accroissement de la réserve utile entre 2 et 5 mm par centimètre d’épaisseur de sol pour chaque augmentation d’un point de pourcentage de carbone organique. L’effet est d’autant plus prononcé que la matière organique apportée est riche en composés récalcitrants, capables de générer une porosité stable dans le temps.

Les techniques d’adsorption de gaz (N₂, CO₂) et de vapeur d’eau, couplées à la porosimétrie au mercure, permettent de caractériser finement l’espace poral associé à la matière organique du sol. Wang et al. (2024) ont montré que la surface spécifiqueAire totale des surfaces colloïdales par unité de masse (m²/g). Détermine la capacité d'adsorption, la rétention d'eau et la création de microhabitats microbiens. Varie de 1-10 m²/g (sables) à 10-40 m²/g (kaolinite), 80-120 m²/g (illite) et 600-800 m²/g (smectites). La MO humifiée atteint 800-900 m²/g. La surface spécifique active — argiles + MO — est l'indicateur physico-chimique le plus direct de la fertilité potentielle d'un sol. → Vocabulaire de la fraction organique particulaire (POM) varie de 50 à 300 m² g⁻¹ selon son degré d’humification, tandis que celle des complexes organo-minéraux atteint 400 m² g⁻¹ du fait de l’association intime avec les phyllosilicates. Ces surfaces développent un volume microporeux (< 2 nm) non négligeable, pouvant représenter jusqu’à 0,2 cm³ g⁻¹ de carbone organique. La porosité ainsi créée retient l’eau à des potentiels très négatifs (pF > 4,2), domaine de l’eau hygroscopique, mais contribue également à la fraction d’eau utile via les mésopores (2–50 nm) générés lors de l’agrégation. Les courbes de désorption d’eau sur des échantillons enrichis en matière organique révèlent un décalage systématique vers des teneurs en eau plus élevées à succion égale, preuve directe de l’accroissement du réservoir hydrique (Wang et al., 2024).

La matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire stabilisée est un polyélectrolyte faible dont les groupements fonctionnels (R–COOH, R–OH) se dissocient en fonction du pH et de la force ionique de la solution du sol. Cette densité de charges variables influence directement l’épaisseur du film d’eau adsorbé et la pression de gonflement des assemblages organo-minéraux. Mohammed (2025) a quantifié cet effet à l’échelle nanométrique en mesurant les isothermes de sorption de vapeur d’eau sur des acides humiques standards à pH contrôlé. L’augmentation d’une unité pH au-delà du point de charge nulle (pH 3–4) accroît la densité de charge négative de 0,5 à 1,0 mmolc g⁻¹, ce qui se traduit par une hausse de 15 à 20 % de la teneur en eau retenue à pF 3,5. Ce phénomène est déterminant pour les sols acides amendés en matière organique, où le chaulage peut potentialiser l’effet hydrique de la MOS en activant les charges variables. La modélisation du potentiel matriciel (Mohammed, 2025) montre que la composante osmotique liée aux contre-ions dans la double couche diffuse double la rétention à saturation par rapport à un matériau inerte de même porosité, expliquant pourquoi la seule porosimétrie ne peut prédire complètement la performance hydraulique de la matière organique.

L’effet hydraulique de la matière organique est fortement conditionné par la granulométrie du squelette minéral. Dans les sols à texture grossière, sableuse ou sablo-limoneuse, la porosité est largement interstitielle, composée de macropores inefficaces pour la rétention capillaire. L’incorporation de matière organique modifie radicalement cette géométrie en créant des micropores intra-agrégats et en augmentant la surface spécifiqueAire totale des surfaces colloïdales par unité de masse (m²/g). Détermine la capacité d'adsorption, la rétention d'eau et la création de microhabitats microbiens. Varie de 1-10 m²/g (sables) à 10-40 m²/g (kaolinite), 80-120 m²/g (illite) et 600-800 m²/g (smectites). La MO humifiée atteint 800-900 m²/g. La surface spécifique active — argiles + MO — est l'indicateur physico-chimique le plus direct de la fertilité potentielle d'un sol. → Vocabulaire hydrophile ; l’accroissement de la capacité de rétention en eau utile y est donc proportionnellement maximal (Rasoulzadeh et al., 2024). Une méta-analyse portant sur 94 échantillons de sols couvrant l’ensemble du spectre textural confirme que les modèles de courbe de rétention d’eau (SWRC) les plus performants intègrent explicitement une composante liée à la porosité structurale biogénique, composante dominante dans les sables amendés (Du, 2020).

À l’opposé, dans les sols argileux ou argilo-limoneux, la microporosité native, issue de l’empilement des feuillets de phyllosilicates et de la formation d’agrégats stables par ponts cationiques, assure déjà une rétention hydrique élevée. Dans ces matrices, le gain additionnel apporté par un incrément de carbone organique devient marginal, voire non significatif. Okpara Promise Ogechi et Okebalama Chinyere Blessing (2024) observent que, sur une gamme de sols tropicaux cultivés, les différences de stabilité structurale et de porosité totale entre parcelles sont davantage expliquées par les variations texturales (teneur en argile et en sable) que par les fluctuations du taux de carbone organique. La redondance fonctionnelle de la matière organique sur argile ne signifie pas son inutilité hydrique, mais indique que les leviers prioritaires pour améliorer la réserve en eau doivent être hiérarchisés selon la texture.

Toutes les fractions de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire ne présentent pas la même valence hydraulique. La matière organique particulaire grossière (POM, particulate organic matter), peu décomposée et de taille supérieure à 50 µm, agit principalement comme agent de structuration par enchevêtrement et création de macropores interstitiels, améliorant l’infiltration et le drainage rapide. Sa contribution à la rétention capillaire en eau utilisable est en revanche limitée, car sa surface spécifique et son potentiel d’adsorption sont faibles. La matière organique dense, intimement associée aux complexes organo-minéraux (MAOM, mineral-associated organic matter), joue un rôle hydrique inversé : sa liaison aux surfaces argileuses par liaisons hydrogène et ponts cationiques saturablement hydrophiles modifie le comportement de gonflement-retrait et accroît la capacité de rétention aux hauts potentiels matriciels (Du, 2020). Les modèles de SWRC de type segmenté, qui distinguent les gammes de potentiel dominées par la capillarité et celles dominées par l’adsorption de surface, capturent mieux cette dualité fonctionnelle que les modèles classiques de van Genuchten, lesquels sous-estiment la rétention en conditions sèches sur les sols riches en MAOM (Du, 2020).

L’effet hydraulique de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire est concentré dans les horizons superficiels, siège de l’essentiel des apports de litière et de l’activité racinaire. Dans les horizons de surface (0-30 cm), la teneur en carbone organique est positivement corrélée à la macroporosité biogénique et à la teneur en eau à la capacité au champ (Lal, 2020). Le gradient de concentration décroissant avec la profondeur implique que le bénéfice hydrique s’amenuise rapidement au-delà de la couche labourée ou de la zone d’exploration racinaire principale. Pour les cultures pérennes et l’arboriculture, la stratification de la matière organique devient un paramètre de conception du profil cultural : un déficit en carbone organique en profondeur ne peut être compensé par un excès en surface, limitant la réserve utile accessible aux racines profondes. L’enjeu agronomique consiste donc à favoriser une accumulation de matière organique en profondeur via des systèmes racinaires pivotants ou des pratiques de travail réduit, afin d’étendre verticalement le volume de sol à haute capacité de rétention.

L’activité des décomposeurs microbiens et de la mésofaune entretient une relation ambivalente avec la fonction hydraulique de la matière organiqueEnsemble des composés carbonés produits par les êtres vivants (résidus végétaux, animaux, biomasse microbienne) entrant dans un cycle de décomposition et de transformation au sein du sol (Colombini, 2020; Pellerin et al., 2021). Elle constitue un continuum allant des matières particulaires fraîches aux molécules simples stabilisées par des interactions avec la phase minérale (Pellerin, Bamière, Savini, Rechauchère, et al., 2021; Pellerin, Bamière, Savini, Réchauchère, et al., 2021) → Vocabulaire. À court terme, la fragmentation et la stabilisation biologique (de la MO) génèrent des composés amphiphiles et des polysaccharides extracellulaires (EPS) qui améliorent la mouillabilité des agrégats et stabilisent la porosité fine. Toutefois, lorsque la minéralisation est stimulée par des pratiques culturales intensives (labour, fertilisation azotée), la disparition accélérée de la MAOM entraîne une réduction concomitante de la capacité de rétention aux faibles potentiels (Du, 2020). La perte de porosité structurale due à la dégradation du stock organique est un processus lent mais difficilement réversible, car la reconstitution de la microporosité adsorbante requiert des décennies. Il en résulte que les stratégies de conservation de l’eau par la matière organique doivent impérativement viser la stabilisation du stock carboné plutôt que son simple accroissement temporaire ; un carbone labile rapidement minéralisé ne fournit qu’un service hydrique transitoire, sans ancrage durable dans la matrice solide du sol.

Cette fonction physico-chimique de rétention est enfin le socle sur lequel s'exercent les mécanismes biologiques de tolérance à la sécheresse : en maintenant les films d'eau autour des agrégats lors de l'assèchement, la matrice organique stabilisée préserve l'habitat des micro-organismes rhizosphériques — dont l'activité (osmolytes, exopolysaccharides, ACC désaminase) prolonge à son tour la tolérance de l'holobionte (voir la fiche sur la tolérance à la sécheresse médiée par le microbiome). La matière organique agit ainsi deux fois : d'abord comme éponge physico-chimique, ensuite comme infrastructure du compartiment vivant.