Qualité des sols et stockage du carbone

Mesurer et caractériser le carbone des sols pour éclairer les stratégies climatiques.

Qualité des sols et stockage du carbone
Vision de la transition

Comprendre le rôle des sols dans le cycle du carbone

Les sols stockent du carbone sous forme de matière organique et en rejettent notamment sous forme de CO₂. Lorsqu’ils piègent davantage de carbone qu’ils n’en émettent, ils jouent le rôle de puits de carbone. Cette capacité dépend toutefois des caractéristiques du sol, de son usage et de l’évolution de sa matière organique.

En quelques chiffres

  • Plus de 1 500 milliards de tonnes de carbone sont stockées dans les sols à l’échelle mondiale, soit environ deux fois plus que dans l’atmosphère ou la végétation
    (Source INRAE — Projet européen ORCaSa)
  • 62 % des sols de l’Union européenne sont probablement affectés par au moins un processus de dégradation (Source Observatoire européen des sols — JRC)
  • 16 décembre 2025 marque l’entrée en vigueur de la directive européenne sur la surveillance des sols, qui vise à contribuer au bon état des sols européens à l’horizon 2050 (Source Commission européenne — Soil Monitoring Law)

Mesurer la quantité et la stabilité du carbone

Connaître la quantité de carbone présente dans un sol ne suffit pas à prévoir son évolution. La matière organique comprend des fractions qui peuvent se dégrader en quelques jours, en plusieurs décennies ou au-delà d’un siècle. Son analyse doit donc porter à la fois sur la teneur en carbone et sa stabilité dans le temps.

Défis

  • mesurer le carbone organique et le carbone minéral des sols
  • caractériser les différentes fractions de la matière organique
  • mieux apprécier la stabilité du carbone organique
  • analyser les sols présentant de très faibles teneurs en carbone
  • relier les données sur le carbone au fonctionnement hydrostructural et microbiologique des sols
  • disposer de méthodes adaptées à l’analyse d’un grand nombre d’échantillons.
     

IFPEN s’appuie sur son expertise historique dans l’analyse de la matière organique des sols et du sous-sol pour mieux caractériser la quantité, la qualité et la pérennité du carbone présent dans les sols.


Lire le Décryptage : Les sols, puits de carbone et acteurs du climat

Solutions & innovations

Caractériser la matière organique et le carbone des sols

IFPEN développe des méthodes d’analyse pour mesurer les différentes formes de carbone présentes dans les sols et mieux caractériser leur stabilité. Ces travaux répondent à trois besoins : disposer de mesures rapides du carbone organique et minéral, analyser des sols faiblement carbonés et suivre le devenir du biochar incorporé aux sols.

Un bref rappel pour comprendre

La quantité totale de carbone ne suffit pas à caractériser la matière organique d’un sol. Les analyses permettent également d’en distinguer les différentes formes et d’apporter des informations sur leur stabilité. Trois besoins structurent les travaux présentés dans ce bloc :

Mesurer le carbone organique et minéral des sols

Objectif : mesurer rapidement le carbone organique et minéral des sols.

Solutions développées

  • analyseur Rock-Eval® 7, fondé sur une technologie développée par IFPEN et commercialisé par Vinci Technologies
  • analyse thermique successive de l’échantillon par pyrolyse puis oxydation 
  • méthodes de quantification et de caractérisation des différentes fractions du carbone

Découvrir l’analyseur Rock-Eval® 7

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Technicien réglant un appareil d'analyse de laboratoire

Applications

  • quantification du carbone organique total et du carbone minéral 
  • caractérisation de la quantité et de la qualité de la matière organique 
  • évaluation de sa stabilité biogéochimique
  • distinction entre les fractions réactives et celles susceptibles de persister à l’échelle du siècle. 

Analyser les sols à faible teneur en carbone

Objectif : caractériser les sols faiblement carbonés, pour lesquels les techniques existantes présentent des limites.

Solutions développées

  • association de l’analyse Rock-Eval® et de la spectroscopie proche infrarouge 
  • méthodes adaptées à l’analyse d’un grand nombre d’échantillons 
  • prise en compte des propriétés hydrostructurales et microbiologiques des sols. 

Découvrir le Sustainable Soil Carbon Lab

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Soil Carbon Lab by IFPEN - Valorhiz

Applications

  • analyse de la quantité, de la qualité et de la stabilité du carbone organique 
  • caractérisation des sols associés aux infrastructures de transport  
  • étude des sols agricoles et des anciens sites industriels en cours de restauration 
  • suivi de la renaturation des friches urbaines et périurbaines.

Quantifier le biochar présent dans les sols

Le biochar est un matériau riche en carbone obtenu par transformation thermique de biomasse dans un milieu pauvre en oxygène. Incorporé au sol, il peut y demeurer durablement. Son suivi nécessite toutefois de le distinguer de la matière organique naturellement présente.

Objectif : quantifier et caractériser le biochar présent dans les sols.

Solutions développées

  • méthode d’analyse thermique fondée sur la technologie Rock-Eval® 
  • identification du biochar à partir de sa signature thermique 
  • caractérisation de ses fractions thermolabiles et thermorésistantes

Applications

  • quantification du biochar dans les sols cultivés et urbains 
  • suivi de sa stabilité après son incorporation 
  • comparaison de biochars issus de différentes biomasses et conditions de pyrolyse 
  • extension de la méthode aux sols forestiers et aux prairies 
  • contrôle de la qualité des biochars avant leur application.
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Mains tenant une poignée de terre
Impacts

Des impacts concrets pour la connaissance et la gestion des sols

Climat — mieux caractériser le carbone des sols

  • Carbone organique et minéral quantifiés pour mieux connaître les stocks présents dans les sols. 
  • Stabilité de la matière organique caractérisée pour mieux suivre l’évolution du carbone dans le temps. 
  • Biochar quantifié en environ une heure par échantillon grâce à une méthode Rock-Eval® directe et sans prétraitement. 

Société & usages — accompagner la gestion et la restauration des sols

  • Sols pauvres en carbone mieux caractérisés pour accompagner leur renaturation et leur gestion durable. 
  • Sols d’infrastructures étudiés à l’échelle nationale dans le cadre de SolsInfra, notamment sur des prairies aéroportuaires, des talus ferroviaires et des bords d’autoroute. (IFPEN, 2026)

Industrie — étendre les usages des technologies d’analyse

  • Rock-Eval® appliqué aux sols et au biochar, au-delà de son usage historique pour la caractérisation des roches. 
  • Rock-Eval® et proche infrarouge associés pour analyser le carbone des sols à grande échelle au sein du Sustainable Soil Carbon Lab. (IFPEN, 2025)

Normes & standards — contribuer aux méthodes d’évaluation du carbone

  • Indicateurs sur la quantité, la qualité et la stabilité du carbone destinés aux outils d’aide à la décision développés avec Valorhiz. 
  • Méthode Label bas-carbone consacrée aux dépendances vertes en préfiguration dans le cadre du projet SolsInfra. (IFPEN, 2026)
Recherche & expertise

Une expertise scientifique pour caractériser le carbone des sols

Issue de l’analyse géochimique des roches et de leur matière organique, l’expertise d’IFPEN s’étend aujourd’hui aux sols. Elle associe caractérisation du carbone, étude de la matière organique et analyse du fonctionnement des sols pour développer des méthodes adaptées à différents contextes pédologiques.

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Chercheuse en blouse travaillant sur un ordinateur à côté d'un appareil d'analyse de laboratoire

Compétences scientifiques mobilisées

Géosciences Sciences analytiques? = Analyse et caractérisation ? Mathématiques et informatique  Économie Géochimie  Analyse et caractérisation  Analyse chimique  Biosciences et biotechnologies Microbiologie

Accéder à toutes les compétences

Plateformes et infrastructures

  • Laboratoire d’analyse thermique Rock-Eval®
    • analyse du carbone organique et minéral des sols, des roches, des sédiments et du biochar 
    • développement et évaluation de protocoles adaptés aux différentes matrices 
    • interprétation des thermogrammes pour caractériser la réactivité thermique de la matière organique.

Découvrir le laboratoire et la technologie Rock-Eval®

  • Sustainable Soil Carbon Lab
    • laboratoire commun créé par IFPEN et Valorhiz avec le soutien de l’Agence nationale de la recherche 
    • association des technologies Rock-Eval® et proche infrarouge pour l’analyse du carbone des sols 
    • caractérisation complémentaire du fonctionnement hydrostructural et microbiologique des sols

Découvrir le Sustainable Soil Carbon Lab

Accéder aux infrastructures

Formation

Former aux enjeux du carbone des sols

IFPEN contribue à la diffusion des connaissances et des compétences nécessaires à l’évaluation des sols, au suivi du carbone organique et aux stratégies de neutralité climatique.

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Vue en plongée d'un grand groupe de personnes posant ensemble dans un jardin

Formation par la recherche

Thèses

Encadrement de x doctorants et jeunes chercheurs

Accéder au site des thèses

Utilité publique & tiers de confiance

Produire des connaissances utiles à l’évaluation du carbone des sols

L’intégration du carbone des sols dans les politiques climatiques suppose de pouvoir le mesurer, en caractériser les différentes formes et suivre son évolution. IFPEN contribue à cet enjeu par ses méthodes d’analyse, ses travaux collaboratifs et le partage des connaissances entre scientifiques, acteurs économiques et pouvoirs publics.

Contribuer aux méthodes d’évaluation

•    développement d’indicateurs sur la quantité, la qualité et la stabilité du carbone des sols avec Valorhiz 
•    caractérisation des différents compartiments du carbone par analyse thermique Rock-Eval® 
•    préfiguration d’une méthode Label bas-carbone dédiée aux dépendances vertes dans le cadre du projet SolsInfra lancé en 2026. 

Découvrir le projet SolsInfra

Mettre les connaissances en partage

•    organisation avec INRAE du symposium international SoilCET, consacré au rôle du carbone des sols dans la transition écologique 
•    mise en discussion des politiques, réglementations et travaux de normalisation relatifs au carbone des sols 
•    croisement des recherches sur la dynamique de la matière organique, la quantification du carbone et les indicateurs d’évaluation des sols. 

Découvrir SoilcET

Collaborer

Collaborer pour développer et appliquer les méthodes d’analyse des sols

IFPEN associe ses compétences en analyse du carbone à celles d’organismes de recherche, de spécialistes du fonctionnement des sols, de gestionnaires d’infrastructures et de fabricants d’équipements. Ces collaborations permettent de relier recherche scientifique, développement des méthodes, essais sur le terrain et transfert industriel.

FAQ

Foire aux questions

Vous trouverez ici les réponses aux questions les plus fréquentes.
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Contact

Jean-François Argillier

Jean-François Argillier

Responsable du programme "Interactions climat/sol & cycle de l’eau"

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