OSS

Contexte

Les systèmes de conseil fournis aux agriculteur·rices, aux forestier·ères ou aux citoyen·nes sont actuellement quasi inexistants sur la thématique spécifique de la protection des sols. Il s'agit donc de pouvoir déterminer scientifiquement les meilleures pratiques agricoles, forestières ou de jardinage en vue de préserver la qualité des sols, de s'assurer de la mise à disposition des informations nécessaires aux conseiller·ères et de pouvoir développer les outils d'aide à la décision (OAD) nécessaires à la délivrance des conseils relatifs à la qualité des sols.

Par ailleurs, les conseils liés à la qualité des sols suivent l'évolution des technologies dans le secteur agricole, horticole ou forestier. À l'heure où le numérique explose de toutes parts, des plateformes sont apparues sur ordinateurs, smartphones et tablettes afin de fournir des conseils aux utilisateur·rices des sols. Ainsi, dans le cadre de la réglementation relative à la PAC post 2020, il est prévu que les États membres instaurent un outil électronique de gestion durable des nutriments (outil FaST : Farm Sustainability Tool for Nutrients), destiné à soutenir la performance à la fois agronomique et environnementale des exploitations. Son interopérabilité et sa modularité doivent permettre d'y ajouter d'autres applications, dont un module prenant en compte le carbone des sols : CarboneFaST.

Le projet s'inscrit dans l'écosystème des projets « frères et soeurs» du Plan de relance de la Wallonie consacrés au sol (WalIndiSol, CarboStock, appels PRW 114 et 115) et de l'Indice de Qualité des Sols de Wallonie (IQSW), ainsi que dans les travaux européens EJP-SOIL (CarboSeq, Artemis, i-SoMPE).

Objectifs

Le projet OSS117 vise à (i) outiller les services de conseil sur la qualité des sols et à (ii) suivre les flux de carbone dans les écosystèmes cultivés.

Plus précisément, il s'agit de :

1. lister et décrire les techniques et pratiques vertueuses vis-à-vis de la qualité organique et biologique des sols, dans trois systèmes socio-écologiques : systèmes agricoles, parcelles forestières, espaces verts / parcs / jardins ;
2. identifier les indicateurs pertinents de la qualité des sols et déterminer l'efficacité des pratiques sur base de ces indicateurs ;
3. évaluer le rapport coûts/bénéfices de la mise en place de ces pratiques ;
4. adapter et calibrer le modèle Roth-C aux conditions pédo-climatiques wallonnes (déclinaison locale : SOCMo, Soil Organic Carbon Modelling) ;
5. développer le module CarboneFaST, connecté à l'outil FaST, et le rendre interrogeable par d'autres plateformes de conseil ;
6. construire et diffuser les OAD, former les conseiller·ères et informer les autorités et décideur·euses.

Déroulement

Structure en groupes de tâches (schéma de Pertt) 

Le projet est structuré en 6 groupes de tâches (GT) interconnectés :

Mode opératoire et techniques 

Inventaire des pratiques (GT1)

recensement bibliographique et enquête auprès des structures d'encadrement (LimeSurvey), structuration en base de données, publication sous forme d'un document PDF et d'une application web interactive (R/Shiny).

Indicateurs et mesures de laboratoire (GT2)

travail sur la stabilité de la structure du sol via le QuantiSlakeTest (QST) : refonte complète du programme de pilotage du slaking lab (passage à Python, nouvelle interface), actualisation du script d'analyse des données, diffusion du protocole à trois universités belges (KULeuven, ULB, UCLouvain), au CRA-W (Gembloux et Libramont) et à l'étranger (CESBIO/Université de Toulouse, Montpellier, Aarhus University).

Lien pratiques-indicateurs (GT3)

exploitation des méta-analyses de la JRC farming practices evidence library (plateforme iMAP) : collecte des open data brutes, traduction en français des pratiques et des indicateurs, développement de l'application PINSA (Pratiques et INdicateurs de la SAnté des sols) permettant d'explorer les effets des pratiques sur les indicateurs, à différents niveaux d'agrégation et avec filtres agro-climatiques.

Évaluation économique (GT3)

méthodologie des courbes de coûts marginaux d'abattement (MACC, Marginal Abatement Cost Curve), également appliquée au niveau européen dans le cadre de CarboSeq.

Modélisation du carbone (GT4)

implémentation et calibration de Roth-C. Après une première approche basée sur la ModelToolBox / CSopraLib de l'INRAe (CarboSeq), le projet est reparti du code R original diffusé en open source par Rothamsted Research, plus simple et plus souple ; la version wallonne est dénommée SOCMo. Développements réalisés : outils de visualisation des rotations encodées et des apports de carbone, paramétrage fin de la phase de spin up (9 modalités testées), ajustement du SOC initial aux observations par facteur correctif ou par optimisation des apports historiques, affinage de l'humification des matières organiques exogènes (EOM) par catégorie (effluents liquides, fumiers, digestats, boues agro-industrielles, matières protéiques, ligno-cellulosiques, composts matures), comparaison des simulations aux mesures des essais de longue durée de Gembloux (Longs Tours, essai « MO »).

Architecture logicielle de SOCMo (GT4)

le modèle est encapsulé dans un paquet R socmor (Soil Organic Carbon Modelling - the Walloon touch, version 0.4, licence EUPL v1.2), hébergé sur le GitLab interne du CRA-W. Il contient le cœur Roth-C adapté du code officiel RothC_R (Prout, Milne, Coleman - licence Apache 2.0) : facteurs correctifs de vitesse (température, humidité, couverture végétale), phase de spin up et simulation mensuelle. Autour de ce cœur, une chaîne de préparation des données traduit un classeur Excel d'encodage agronomique en fichier d'entrée natif du modèle, via des fonctions d'expansion du calendrier mensuel (rotation de base, cultures de couverture, apports de matières organiques exogènes, irrigation, travail du sol). Chaque simulation produit un « conteneur » de résultats autonome (données d'entrée recopiées en lecture seule pour la traçabilité, CSV annuels et mensuels, calendriers bruts, figures), ce qui garantit la reproductibilité des résultats. Un projet modèle (sample project) documente le flux de travail type pour un·e utilisateur·rice externe.

Amélioration de SOCMo par les cas d'étude encadrés (GT4)

le mémoire de Harold Cleenewerck de Crayencour (UCLouvain, 2025-2026, co-promotion CRA-W) a servi de banc d'essai à part entière pour l'outil : il a nécessité la constitution d'un jeu d'entrées spécifique (plateforme de Systèmes de Culture Innovants - SYCI, simulations sur 30 ans), la synthèse des paramètres de sol (teneur en argile, stocks de carbone) et des données météorologiques par région agricole wallonne, ainsi que des gabarits d'encodage Excel simplifiés. Les simulations ont mis en évidence des anomalies dans la construction du calendrier des rotations, qui ont été corrigées, et ont conduit à ajouter des options de débogage et d'export des étapes intermédiaires dans la fonction de lancement des simulations.

Développement informatique (GT5)

une première itération avait pris la forme d'un web service Python (django_rest, dockerisé) interrogeant le code R de l'INRAe et exposant les méthodes socmo-health, socmo-csvupload, socmo-analysis et socmo-result. Avec la réorientation vers Roth-C « UK way », une application web SOCMo a été construite (premier déploiement : juillet-août 2026) : interface Vue 3 / Tailwind CSS, API FastAPI authentifiée, base de données SQLAlchemy avec migrations Alembic. L'application n'est pas une réimplémentation du modèle : elle génère de manière invisible le classeur technique et lance le moteur R socmor, puis expose les CSV et les figures produits. Fonctionnalités : espaces de travail privés par utilisateur·rice, références de sol et de météo partagées en lecture seule, encodage de pratiques et de rotations réutilisables, assistant d'analyse en six étapes (instructions, modèle, sol, météo, rotations, résumé), comparaison de plusieurs sols et rotations en une seule analyse, instantanés d'entrées immuables pour la reproductibilité des résultats historiques, import/export des classeurs SOCMo, graphiques dynamiques construits uniquement à partir des sorties du moteur R. Mise en ligne sur socmo.cra.wallonie.be (serveur institutionnel, service systemd + reverse proxy nginx). Connexions prévues vers DECIDE (premières simulations réalisées), FaST (CarboneFaST) et d'autres plateformes (approche modulaire).

Travaux de fin d'études encadrés

mémoire 2025-2026 de Harold Cleenewerck de Crayencour (UCLouvain, Prof. Y. Agnan, co-promotion CRA-W par F. Vanwindekens) sur l'influence des pratiques agricoles sur le stock de carbone organique des sols par la modélisation - analyse de sensibilité du modèle et contribution directe au développement de SOCMo (voir ci-dessus) ; suivi intra-saisonnier de la stabilité structurale (Damien Vandeputte : suivi mensuel sur sept dates, horizon 1-8 cm, comparaison labour / technique culturale simplifiée sur une culture d'orge d'hiver).

Autres travaux de fin d'études, non encadrés, mais avec participation méthodologique active

mémoires SYCBIO (Julie Delcourt, ULiège) et SYCMA (Léa Falco, ULiège) sur la stabilité structurale.

Ligne du temps 

Partenaires

Partenaires principaux 

SPW - ARNE - Département du Sol et des Déchets (DSD) / Direction de la Protection des Sols (DPS)

CRA-W

Autres partenaires et collaborations 

• SPW - ARNE - DEMNA
• Agence wallonne de l'Air et du Climat (AwAC)
• Réseau Requasud et ses laboratoires : ASBL Centre de Michamps, Hainaut Analyses, Laboratoire de la Province de Liège, OPA Ciney, CPAR, LER Sol
• Bureaux d'études et consultants (ex. Aries)
• Structures d'encadrement et de conseil des trois écosystèmes d'intérêt : Adalia ASBL (jardins et espaces verts zéro phyto), services extérieurs du SPW, conseiller·ères et groupes d'agriculteur·rices (Greenotec, GAA, …), réseau TERRAE (référentiel agroécologique et catalogue des pratiques), PAMESEB ASBL / Agromet
• Universités : UCLouvain (Prof. Yannick Agnan), ULiège, KULeuven, ULB
• ILVO (Flandre) : harmonisation de l'évaluation des stocks de carbone
• Rothamsted Research (Royaume-Uni) : code source de Roth-C ; INRAe (France) : ModelToolBox / CSopraLib
• Centre commun de recherche de la Commission européenne (JRC) : farming practices evidence library (iMAP)
• Projets liés à EJP-SOIL : Artemis (base de données des essais de longue durée), CarboSeq (modélisation Roth-C, MACC), i-SoMPE (inventaire des pratiques innovantes)
• Projets « frères » du PRW : WalIndiSol, CarboStock, IQSW

Financement 

Plan de relance de la Wallonie - Projet 117 : « Renforcer la filière de conseil relative à la qualité des sols (conseillers, laboratoires d'analyse…) » (titre de l'appel).

Délivrables