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Human economic and technological development has a negative impact on the environment. The soil is not spared from this growing threat through its role in the environmental interface. Once degraded as a result of contamination, it can no longer fulfill its ecosystem functions such as the protection of ecosystems, food production or preservation of the quality of surface water and groundwater. The studies presented in the thesis are on soil contaminated by atmospheric fallouts enriched by trace elements. This type of contamination increases the natural levels of contaminants in soils and particularly in surface horizons to exceed the maximum levels set by legislation. The first axe of research concerns the assessment of contamination at a landscape scale around a former zinc-lead ore-treatment plant. The spatial distribution of cadmium, lead and zinc in the topsoil (0-20 cm) was characterized using 247 samples taken in crop, grassland and forest on three major types of loam soils representative of the study area Sclaigneaux (Wallonia, Belgium). The distribution of contaminants is explained by the distance to the source of contamination, direction of dominant winds, land use and soil type. Subsequently, 22 soil profiles were sampled within the study area to estimate the vertical transfer of contaminants. Based on various indexes of contamination, no migration along the profiles has been demonstrated. Only some more clay horizons presented contaminant levels that increased relative to their upper horizons. The second approach studied the soil-plant transfer and soil-plant-worm transfer of contaminants. First, a field study of the quality of grains of barley (Hordeum vulgare L.) harvested in the study area Sclaigneaux was performed. It appears that the concentration of cadmium in the grain meets quality standards for placing the cereals on the market. However, 78% and 94% of zinc and cadmium, respectively, concentrations measured in grains exceed the expected levels of a non-impacted environment by human activity. Secondly, a study on microcosms was conducted with soils of agricultural parcels around Sclaigneaux on which two crops (faba bean, Vicia faba L. and corn, Zea mays L.) were grown and where earthworms (Eisenia fetida (Savigny)) were introduced. The life traits of E. fetida such as mortality and adult weight were not affected by the levels of contaminants unlike the presence of plants which limit their reproduction (weight and number of cocoons). Moreover, the presence of E. fetida in microcosms influenced the mobility and bioavailability of contaminants. The third approach deals with metal contaminations in vegetable gardens and their management using organic amendments. This method of stabilization aims to decrease the labile fraction of soil contaminants and further reduce their transfer to plants. To do so, two vegetables (spinach, Spinacia oleracea L. and lettuce, Lactuca sativa L.) were grown on contaminated garden soils enriched in various amendments sold in garden centers. The major finding of this study is that management by amendments does not allow a systematic decrease in the soluble fraction contaminants. This is mainly due to the direct intake of rapidly mobilized trace elements produced by the addition of some of the studied amendments. ; L'homme par son développement économique et technologique impacte sur son environnement. Le sol n'est pas épargné par cette menace croissante de par son rôle d'interface environnementale. Une fois dégradé à la suite de contaminations, il ne peut plus remplir ses fonctions écosystémiques telles que la protection des écosystèmes, la production alimentaire ou la préservation de la qualité des eaux de surface et souterraines. Les études présentées dans la thèse sont menées sur des sols contaminés par des retombées atmosphériques chargées en éléments traces. Ce type de contamination augmente les teneurs naturelles en contaminants dans les sols et plus particulièrement dans les horizons de surface jusqu'à dépasser les teneurs maximales définies par la législation. Le premier axe de recherches a pour objet l'évaluation d'une contamination à l'échelle d'un paysage entourant une ancienne usine de traitement de minerai de zinc et plomb. La distribution spatiale des teneurs en cadmium, plomb et zinc dans l'horizon de surface (0-20 cm) a été caractérisée à l'aide de 247 échantillons prélevés en culture, prairie et forêt sur trois grands types de sols limoneux représentatifs de la zone d'étude de Sclaigneaux (Wallonie, Belgique). La répartition des contaminants est expliquée par la distance à la source de contamination, le sens des vents dominants, l'occupation du sol et le type de sol. Par la suite, 22 profils de sols ont été échantillonnés au sein de la zone d'étude afin d'estimer le transfert vertical en contaminants. Sur base de différents indices de contamination, aucune migration le long des profils n'a été mise en évidence. Seuls certains horizons plus argileux ont présenté des teneurs en contaminants qui augmentaient par rapport à leurs horizons supérieurs. La seconde approche a étudié les transferts de contaminants du sol vers les plantes et/ou vers les vers de terre. Tout d'abord, une étude in situ de la qualité de grains d'orges (Hordeum vulgare L.) récoltés sur la zone d'étude de Sclaigneaux a été réalisée. Il ressort que les concentrations en cadmium dans le grain répondent à la qualité de mise sur le marché des céréales. Cependant, 78% et 94% des concentrations en cadmium et zinc mesurées dans les grains dépassent les teneurs attendues en milieu non impacté par des activités anthropiques industrielles. Dans un deuxième temps, une étude en microcosmes a été menée avec des sols de parcelles agricoles de Sclaigneaux sur lesquels deux plantes (la féverole, Vicia faba L. Tet le maïs, Zea mays L.) ont été cultivées et dans lesquels des vers (Eisenia fetida (Savigny)) ont été introduits. Les traits de vie d'E. fetida tels que la mortalité et le poids des adultes n'ont pas été impactés par les teneurs en contaminants ou la présence des plantes contrairement à leur reproduction (poids et nombre des cocons). Par ailleurs, la présence d'E. fetida dans les microcosmes a influencé la mobilité et la biodisponibilité des contaminants. La troisième approche traite de contaminations métalliques en jardins potagers et de leur gestion à l'aide d'amendements organiques. Cette méthode de stabilisation a pour objectif de diminuer la fraction labile en contaminants du sol et par delà diminuer leur transfert vers les plantes. Pour se faire, deux légumes (l'épinard, Spinacia oleracea L. et la laitue, Lactuca sativa L.) ont été cultivés sur des sols de jardins potagers contaminés enrichis en divers amendements vendus en jardinerie. La conclusion majeure de cette étude est que la gestion sur base d'amendements du commerce ne permet pas une diminution systématique de la fraction soluble en contaminants. Ceci est principalement du à l'apport direct en éléments traces rapidement mobilisables réalisé par l'ajout de certains des amendements étudiés.

Introduction: The Copper belt of Katanga presents huge resources of Cu and Co-ore. On the copper hills, mineralized rocks outcrop and a specific flora did develop as a response to the high levels of Cu and Co in soil. Soil-vegetation relationships need to be understood in order to elaborate biodiversity conservation programs prior to industrial mining of the copper hills. Literature: This paper reviews knowledge about soil characterization in the copper hills of Katanga and makes proposals for further research about the influence of the very specific chemical conditions of contaminated soils on the vegetation. The focus was put on the geochemical background and the bioavailability of Cu and Co. A lot of progress has been made recently about identification of soil-vegetation relationships. Conclusion: However, the issue of Cu and Co mobility within soil-plant systems is not entirely solved. ; Introduction : L'arc cuprifère du Katanga regorge d'importantes réserves en cuivre et en cobalt dans son sous-sol. En plus de cette ressource, s'ajoute une diversité végétale spécifique aux sols des affleurements métallifères. Le fonctionnement des écosystèmes cupro-cobaltifères est étudié dans le cadre de l'élaboration et la mise en œuvre de programmes de conservation de la biodiversité préalables à l'exploitation minière des collines. Littérature : Cette étude fait un état des connaissances sur les sols de l'arc cuprifère du Katanga et propose des pistes de recherches pouvant contribuer à la connaissance du fonctionnement de ce milieu aux conditions édaphiques inhabituelles. Sont principalement ciblés, le fonds géochimique et la biodisponibilité des éléments. Conclusion : Même si les études actuelles ont permis d'importants progrès dans la connaissance des relations entre propriétés des sols et distribution dans l'espace des communautés végétales, la mobilité du cuivre et du cobalt dans ces systèmes n'est pas encore complètement comprise. ; Peer reviewed

Depuis quelques années, on assiste à un regain d'intérêt sur les sols et leurs propriétés, en relation avec une prise de conscience environnementale accrue. La protection des sols est ainsi devenue l'objet d'initiatives réglementaires au niveau européen. Cette communication propose un bref historique de la cartographie des sols en Belgique et présente les travaux de valorisation et de révision de la Carte des Sols menés au sein de notre équipe de recherche-développement. La Belgique fut un des premiers pays à s'être doté d'une carte des sols à grande échelle (1/20 000) sur la totalité de son territoire. L'article commente les étapes de sa réalisation et ses caractéristiques. S'étalant de 1947 à 1991, ce programme ambitieux délivra divers produits en marge de cette carte. Face à une demande accrue d'informations sur les sols et au développement des systèmes d'information géographiques, la partie wallonne de la carte a été numérisée dans le cadre du Projet de Cartographie Numérique des Sols de Wallonie (PCNSW). La Carte Numérique des Sols de Wallonie et sa légende unique ont ensuite été valorisées au travers d'un certain nombre de produits dérivés dont une sélection est brièvement commentée. Si l'utilisation de la Carte des Sols et les applications dont elle fait l'objet dépassent de loin les objectifs initiaux d'augmentation des productions agricoles, elle ne répond cependant pas toujours aux demandes actuelles, au regard des enjeux environnementaux et des législations actuelles et futures, tant au niveau régional qu'européen. Faisant écho à ce constat, les travaux menés actuellement par l'équipe de révision de la Carte Numérique des Sols de Wallonie sont brièvement présentés, à travers une description de son cadre méthodologique et technique. Le crédo des travaux menés étant que la Carte des Sols, en tant qu'outil d'intégration, de structuration et de cadrage de l'information pédologique, doit devenir de plus en plus le fondement de Systèmes Régionaux d'Information sur les Sols et leurs propriétés. ; Over the past few years, there has been growing concern about soils and their properties, thanks to greater environmental awareness. Consequently, existing documents on soil are valuable in risk assessment and for the research of well-adapted solutions. In this context, this paper reviews the main stages of soil mapping in Belgium and presents current works to valorize the Digital Soil Map of Wallonia and update associated databases. Belgium is among the first countries to be completely covered by a detailed soil map (1:20,000). The origin of the Soil Map of Belgium, its realisation between 1947 and 1991, the principles and characteristics as well as the related products are described. But since its publication, due to the increasing need of soil information and thanks to the development of geographical information systems the Walloon part of the map was digitalised between 2000 and 2003 by the Digital Soil Map of Wallonia (DSMW) Project. From this early action at regional level, a selection of immediately derived products is presented and briefly commented. However, if these products go beyond the initial objective of agricultural production increase, they do not always meet the environmental challenges nor the future legislation at European, national and regional levels. To fill this gap, the recent tasks carried out by the DMSW team are presented through a description of their methodological and technical framework. The long-term objective is to build Regional Soil Information Systems based on the use of the Digital Soil Map of Wallonia as a tool of integration, structuring and referencing of pedological information. ; Peer reviewed

Our study aimed at deepen our understanding of relationships between soil properties and vegetation distribution in metalliferous ecosystems of Tenke-Fungurume in the Democratic Republic of Congo. The first question concerned the differences and similarities between soils of the main vegetation units and four variation factors of soil properties were summarized by multivariate analysis. They were all linked to lithology and significantly contributed to explain the distribution of vegetation units. Our result suggest that the variation of soil properties which is observed within the various vegetation units (rocky steppe savanna, sward, and steppe savannas on slope or on Dembo) should partially be attributed to differences of geochemical composition of rocks between sites but the main source of variability is to be found inside each hill. The soil contamination in Cu and Co originates from rock weathering and besides site effect and topographic distribution of the rocks, the variability of soil properties within one vegetation unit may be due to variability of soil parent material and not only to erosion. The second question dealt with the changes of soil properties at small distances. Metric variation was studied from transects between adjacent vegetation units. Our results showed that the abrupt changes of vegetation units which were clearly identified on the field were all truly explained by the variations of one or more properties linked to lithology. The key point being the Cu bioavailability. ; Peer reviewed