Réhabilitation des sols miniers : couplage des approches de terrain et des outils de télédétection
Résumé
L’extraction de charbon a connu une augmentation significative aux XIXᵉ et XXᵉ siècles, lorsque la demande en énergie fossile s’est intensifiée pour produire de l’électricité, alimenter les machines à vapeur et chauffer les bâtiments. Ainsi, environ 50 zones minières se sont développées en Europe pour répondre à cette demande, notamment en Allemagne, en Pologne et en Grèce. En 2020, près de 480 millions de tonnes de charbon ont été extraites. Cependant, cette demande est en diminution depuis plusieurs années. L’Union européenne s’est fixé pour objectif de réduire de deux tiers le nombre de centrales électriques fonctionnant au charbon et de diminuer de 55 % ses émissions de CO2 d’ici 2030, avec pour ambition d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Par ailleurs, l’activité industrielle associée aux zones minières, qu’elles soient à ciel ouvert ou souterraines, entraîne d’importants dégâts environnementaux, notamment sur les sols. Ceux-ci subissent des perturbations liées à leur extraction, leur transport ou encore leur dégradation physique, chimique et biologique. Il est donc nécessaire de mettre en place des processus de réhabilitation sur ces sites lorsque l’activité minière cesse ou se déplace vers une autre zone. Aujourd’hui, les processus de réhabilitation visent davantage à restaurer un niveau fonctionnel des écosystèmes et à fournir des services écosystémiques adaptés à de nouveaux usages, plutôt qu’à reproduire la biodiversité et l’intégrité des milieux initiaux non perturbés. L’évaluation et le suivi de cette refonctionnalisation posent de nombreux défis, notamment en termes de suivi écologique à différentes échelles spatiales. L’analyse à partir d’échantillons prélevés sur site reste la méthode la plus efficace et la plus courante pour évaluer la réhabilitation. Cependant, cette méthode présente des limites lorsqu’il s’agit d’évaluer de grandes surfaces en raison des coûts élevés et du temps nécessaire pour la collecte et l’analyse des échantillons. En outre, les résultats obtenus sont souvent difficiles à extrapoler à une échelle spatiale plus large. Pour cette raison, la télédétection est devenue ces dernières années un outil essentiel pour évaluer l’efficacité de la réhabilitation des écosystèmes. Cependant, elle ne permet pas d’évaluer directement les propriétés et processus des sols, ce qui peut entraver l’atteinte des objectifs de réhabilitation. Cette étude vise donc à combiner les indicateurs des fonctions écologiques des sols, mesurés à partir d’échantillons collectés sur site, et les indicateurs obtenus par télédétection. Ce couplage a pour objectif d’optimiser le suivi de la réhabilitation des sites post-miniers à la fois à petite et à grande échelle spatiale. Le cas d’étude porte sur la réhabilitation de la mine de Ptolémaïde, en Grèce. Sept parcelles réparties sur cinq zones de réhabilitation établies en 2008 ont été étudiées : une zone non réhabilitée (Control), une zone en cours de réhabilitation avec apport de sol agricole (Start), un verger (Cerisier, Pommier), une zone céréalière (Champ Nord, Champ Sud) et une forêt d’acacia (Forêt). Pour évaluer la refonctionnalisation des sites, des échantillons de sols collectés en septembre 2024 ont été analysés à l’aide de bio-indicateurs, tels que les activités enzymatiques extracellulaires et la respiration microbienne, utilisés comme proxys des fonctions écologiques des sols. Des indicateurs physico-chimiques, comme le pH et les teneurs en nutriments, ont également été étudiés comme déterminants de ces fonctions. À cela s’ajoutent les mesures de l’indice de végétation NDVI obtenues grâce au réseau Sentinel-2. Les résultats préliminaires montrent une amélioration des fonctions des sols dans les zones réhabilitées. Par exemple, les activités enzymatiques liées au recyclage des nutriments sont plus élevées dans les zones de verger (Pommier et Cerisier). De plus, l’indice de végétation NDVI révèle une meilleure santé des plantes dans les zones de verger et de forêt d’acacia.