Source chaude : son sol abrite un microbiote vital
- Par Nature Source Chaude
- Publié le
- Mis à jour le 20 janvier 2026
AU SOMMAIRE :
Le sol, socle de toute vie terrestre
Le sol est primordial pour se nourrir, boire ou respirer. Tout ce qui nous maintient en vie dépend de lui. C’est une véritable matrice vivante adaptée à son environnement. Mais qu’en est-il du sol d’une source chaude ?
C’est ce que nous allons explorer dans cet article. Pour comprendre la source, il faut d’abord comprendre l’importance des micro-organismes dans le sol en général. C’est grâce à cette multitude de vies microscopiques que les plantes et les arbres peuvent se développer. Sans les organismes souterrains qui décomposent la matière organique, il n’y aurait pas d’éléments nutritifs accessibles aux végétaux.
Le sol est la base de la vie sur les continents. Nous vivons sur lui et de lui. Il existe une très grande diversité de types de sols dont la formation est intimement liée à des interactions complexes entre le climat, la nature du substrat (roche), le relief, la végétation, les micro-organismes et l’intervention de l’homme.
Le sol, une couche vivante abritant une incroyable biodiversité biologique
Lorsque nous évoquons la biodiversité, nous pensons immédiatement à ce qui peut être vu, tel les animaux, les plantes, les arbres, les insectes, etc., alors que l’essentiel de la biodiversité des espèces est constitué de microbes qui ne se voient pas. Cette abondance microbienne et sa diversité sont présentes dans tous les milieux comme l’eau et l’air, mais aussi sous nos pieds : le sol.
Un seul gramme de terre peut en effet contenir jusqu’à un milliard de micro-organismes, pour un nombre d’espèces différentes variant de cent mille à un million.
De plus, tous ces micro-organismes ont un impact sur leur milieu. Ces micro-organismes peuvent être des bactéries, des virus, des protozoaires, des algues microscopiques, des champignons microscopiques, etc. Ils constituent le microbiote du sol. Peut-être avez-vous déjà entendu le terme « microbiote » et l’importance de ses micro-organismes chez l’ homme ?
Le sol, un milieu vivant au service de son environnement naturel
Tout au long de cet article, nous verrons que les notions d’abondance et de diversité des micro-organismes sont fondamentales pour qu’un milieu soit sain et équilibré. Cela nous permettra de mieux saisir leur rôle crucial dans le sol d’une source chaude.
Abondance et diversité des micro-organismes du sol dans un environnement naturel
Dans un sol classique, on retrouve une grande quantité de micro-organismes et de faune (vers de terre…) immédiatement sous la végétation, répartis dans les deux premières couches :
1. La couche O (litière) : c’est la couche la plus externe. Elle abrite une activité biologique intense. Dans les premiers centimètres, les micro-organismes dégradent la matière organique accumulée (débris végétaux fraîchement tombés, déchets animaux). Elle est principalement composée d’humus.
2. La couche A (arable) : située juste en dessous, cette couche de 10 à 30 cm est riche en matière organique. Composée d’un mélange d’humus et de minéraux, elle est essentielle à la croissance des végétaux.
La présence et la diversité microbiennes sont également très abondantes dans l’entourage immédiat des racines des végétaux. Plus on descend dans les couches inférieures, plus le sol s’appauvrit en humus et en diversité microbienne, la matière organique devenant rare. Le sol redevient minéral, mais il n’est pas pour autant stérile : la vie abonde dans les entrailles de la terre. Des micro-organismes ont même été retrouvés à plus de 5000 mètres de profondeur, un mystère qui fascine encore la communauté scientifique.
La formation d’humus est un indicateur clé de cette abondance. L’humus est la matière organique produite par tout un écosystème de créatures microscopiques très actives qui décomposent les déchets végétaux et animaux (processus d’humification). Cette terre brune noirâtre contient de nombreux nutriments, dont l’azote, vital pour les plantes.
Rôle de ces micro-organismes du sol et interactions avec les milieux avoisinants
Ces organismes vivants sont indispensables à toutes les fonctions clés du sol :
- Maintien de l’état structurel du sol par la production de molécules organiques permettant la cohésion du sol.
- Humification.
- Dégradation et le filtrage des polluants.
- Purification des eaux.
- Minéralisation des matières organiques qui pourront être assimilés par la végétation.
- Stockage plus important de l’eau (grâce à l’accumulation d’humus).
- Production d’antibiotiques limitant les pathogènes.
- Production d’une grande variété d’enzymes.
- Etc.
Leur habitat doit être aéré, car la décomposition se fait généralement en milieu riche en oxygène (bactéries aérobies). Ces micro-organismes, aidés par les vers de terre, participent activement à la construction du sol. Une bonne humification permet de mieux retenir l’eau, assurant la survie des micro-organismes et l’hydratation des végétaux. À l’inverse, un dessèchement ralentit leur activité.
Les zones d’échanges (Interfaces) : les micro-organismes sont particulièrement actifs là où deux environnements se rencontrent :
1. Sol ↔ Air : les micro-organismes interviennent dans les cycles de l’azote et du carbone (CO₂). Leur rôle est fondamental sur le climat selon une étude [1]. Toutefois, le changement climatique et la pollution (dépôts d’azote) affectent l’abondance et la diversité microbienne de la litière, modifiant sa chimie [2].
2. Litière ↔ Surface : un tapis riche en matières organiques nourrit les micro-organismes, qui enrichissent en retour la litière en humus.
3. Sol ↔ Végétaux (La Rhizosphère) : c’est l’interaction la plus fascinante. Bien que la litière soit riche, les micro-organismes sont extraordinairement nombreux aux abords des racines. Cette zone, la rhizosphère, est considérée comme le microbiote principal d’une plante [3], bien plus riche que les autres organes végétaux. Elle fournit les nutriments, régule la croissance et protège contre les parasites. En retour, la plante nourrit ces micro-organismes. C’est une symbiose parfaite, un échange gagnant-gagnant [4].
Le sol, un milieu sensible aux perturbations extérieures
Les micro-organismes sont les « ingénieurs chimistes » et les « architectes » du sol. En préservant cet édifice, la végétation reste équilibrée. Au contraire, un milieu perturbé (surpâturage, labour, chimie, pollution) diminue cette biodiversité, favorisant l’émergence de bactéries pathogènes opportunistes et la perte de fertilité. La nature réagit parfois par la germination de plantes bio-indicatrices pour tenter de corriger le tir.
Mais quel est le lien avec une source chaude ? Quelles sont les fonctions de ces micro-organismes dans un sol thermal ? C’est ce que nous allons voir, études à l’appui.
Le sol, un milieu vivant au service d'une source chaude
Lorsqu’un sol accueille une source chaude, un équilibre dynamique s’établit. Même dans un environnement extrême, la source d’eau reste dépendante de son sol.
Transformation du sol par les eaux thermales provenant d'une source chaude - Présence de micro-organismes
Lorsque l’eau d’une source chaude émerge, le sol doit s’adapter. Un sol perméable classique n’est pas prêt à recevoir ce flux, car la végétation s’oppose au ruissellement. La chaleur de l’eau détruit rapidement la végétation existante. D’après une étude allemande [5], des traitements à l’eau chaude sont d’ailleurs plus efficaces que les désherbants chimiques pour éliminer la végétation. Conséquence : le sol subit une transformation profonde pour permettre le ruissellement. Il acquiert une capacité de rétention d’eau et devient moins perméable.
La température élevée est le facteur le plus impactant : elle altère la composition minéralogique, chimique et morphologique du sol. La présence d’éléments chimiques spécifiques accélère ce processus. Mais cela ne se produit pas sans vie. La chimie [6] et la température [7] conditionnent la présence de micro-organismes spécifiques, dits thermophiles, qui participent activement à la formation du sol.
Le type de sol le plus courant dans une source chaude est composé de limon et d’argile (qui retiennent l’eau), contrairement aux sols sableux. Cependant, certaines sources présentent des sols plus surprenants : travertins, agglomérés siliceux ou tapis d’oxyde ferreux. Dans tous les cas, ces sols abritent une multitude de micro-organismes.
Exemples de sols modifiés par le vivant
Source chaude et sol de type Travertin
Le parc de Yellowstone est célèbre pour ses terrasses en travertin (zone Mammoth Hot Springs). D’après deux études [8][9] réalisées sur place, la formation de ces travertins, longtemps considérés comme « inertes », ne résulte pas seulement de la chimie, mais de processus complexes impliquant des micro-organismes. Une étude italienne [10] sur la « piscine Carletti » (Viterbo) confirme cette interaction complexe dans la formation des travertins. Enfin, une étude [11] sur la source de Pamukkale (Turquie) a permis d’isoler une bactérie (Bacillus sp calcifiant) capable de réparer les micro-fissures de vieilles pierres en produisant un liant biologique puissant, une alternative potentielle aux mortiers conventionnels.
Source chaude et tapis de sol riche en Oxyde Ferreux
À Yellowstone (Grand Prismatic, Canary Spring), on trouve de nombreuses sources tapissées d’oxyde ferreux. Ces sources possèdent une diversité microbienne considérable détectée sur leur tapis de fer ferrique [12][13]. Ces souches bactériennes régulent les différentes formes de fer. Lorsque le fer est oxydé par les micro-organismes, il s’accumule dans des minéraux (hématite, goethite, jarosite…) [14]. Ces communautés microbiennes déterminent même l’épaisseur et la dureté de ces minéraux [12].
Abondance et diversité des micro-organismes d’une source chaude
Plusieurs facteurs déterminent la richesse de la vie dans le sol et l’eau d’une source chaude.
Le facteur température : la température [7] contrôle la richesse et la composition des communautés bactériennes. Elle modifie les propriétés physiques de l’eau (viscosité, densité, pH, solubilité de l’oxygène…). Par exemple, le pH d’une eau pure varie selon sa chaleur (7 à 25°C, mais 6,77 à 40°C). Ces variations affectent la diversité bactérienne.
L’eau se refroidit tout au long de son parcours, créant un gradient thermique à la surface du sol. De même, la chaleur pénètre le sol en profondeur, créant un gradient souterrain. Cette large plage de températures favorise une diversité microbienne unique sur l’ensemble du site. Il semble d’ailleurs que la diversité augmente à mesure que la température diminue [7] (visualiser notre croquis ci-dessous).
Le facteur pH et chimie : le pH affecte aussi la diversité. Un milieu alcalin favorise généralement les bactéries basophiles, bien qu’une étude en Malaisie [15] ait révélé des bactéries acidophiles en milieu alcalin. Les éléments métalliques et les sédiments jouent aussi un rôle.
Nourriture et diversité
Les bactéries du sol sont dites « chimioautotrophes » : elles produisent des composés organiques sans lumière, en utilisant l’énergie des minéraux et le carbone du CO₂ dissous. Cependant, l’environnement joue un rôle clé : une source chaude située en forêt recueille des matières organiques (feuilles, insectes…) qui apportent une source de carbone supplémentaire [15]. Cela améliore la survie, l’activité et la diversité de la communauté bactérienne.
Rôle et interactions réciproques des micro-organismes
Une source chaude soutient les écosystèmes microbiens en leur fournissant énergie et nutriments. Elle nourrit aussi bien le plancton thermal (photosynthétique, dans l’eau) que les communautés du sol (à l’abri de la lumière).
En retour, ces micro-organismes soutiennent la source :
• Énergie : lorsque l’eau refroidit, le sol doit lui fournir des électrons pour limiter son oxydation. Ce sont les micro-organismes du sol qui, grâce à leur métabolisme, transforment les nutriments en énergie et la restituent à l’eau.
• Enzymes : les micro-organismes produisent un grand nombre d’enzymes [16] qui accélèrent (catalysent) des millions de fois les réactions chimiques.
• Dépollution : la dépollution biologique (bio-remédiation) par ces micro-organismes est la méthode la plus efficace pour le traitement des eaux, supérieure aux méthodes chimiques [17].
• Antibiotiques : les sources chaudes sont une source d’antibiotiques [18] grâce aux micro-organismes qui sécrètent des composés antimicrobiens. Cela permet de contrôler les pathogènes. Ces antibiotiques naturels peuvent avoir une activité à large spectre [19].
• Chimie diversifiée : une grande diversité microbienne augmente la probabilité de trouver une multitude de composés bénéfiques (vitamines, anti-inflammatoires, acides gras…) qui enrichissent l’eau.
Le microbiote du sol d'une source chaude
Peut-on parler de « microbiote » pour une source chaude, comme on le fait pour l’intestin humain ? Oui. Pour le comprendre, intéressons-nous aux phylums bactériens (les grandes « familles » de bactéries).
Diversité et phylums bactériens des sources chaudes en Asie du Sud
Une méta-analyse [20] synthétisant les données de plus de 70 sources chaudes en Asie du Sud (Inde, Chine, Pakistan) montre que chaque source est caractérisée par des phylums dominants : « Firmicutes », « Protéobacteria » ou « Aquificae ». Fait marquant : chez l’adulte humain, les phylums dominants sont aussi les « Firmicutes » et les « Bactéroidètes » (90% du microbiote). La similitude structurelle permet donc de parler de microbiote pour une source chaude.
Diversité et espèces : l'exemple indien
Dans une étude [21] sur le sol de la source de Tapovan (Inde), 14 phylums et 486 espèces ont été identifiés. Les dominants sont les Firmicutes (63%), les Protéobactéries (19,99%) et les Thermi (12,79%).
• Le phylum des Protéobactéries (environ 20% ici) est aussi le troisième plus abondant chez l’homme (intestin, estomac, poumons).
• Le nombre d’espèces (486) est considérable, sachant que l’homme en compte en moyenne 160.
La stabilité de ces populations est cruciale. D’après une étude française [22] sur le syndrome de l’intestin irritable, la maladie est liée à une perte de diversité microbienne (baisse des Firmicutes, hausse des Bactéroidètes). De faibles variations des espèces affectent la santé de l’individu. Par analogie, les variations des espèces dans le sol d’une source chaude ont une incidence directe sur les qualités intrinsèques et les propriétés physico-chimiques des eaux.
Conclusion
Les micro-organismes du sol d’une source chaude vivent dans un écosystème stable et organisé possédant toutes les caractéristiques d’un microbiote. Celui-ci a la particularité de voir sa diversité évoluer le long du parcours de l’eau, grâce aux variations de température. Une hausse de la diversité bactérienne augmente les probabilités de retrouver une multitude de composés bénéfiques qui enrichissent la source à mesure qu’elle se refroidit.
Cet écosystème prospère est indispensable à la survie et à la vitalité de la source. C’est un environnement d’une complexité fascinante, considéré comme l’un des milieux les plus riches de la planète. (Note : Dans cet article, nous avons principalement évoqué les bactéries, mais le sol d’une source chaude contient aussi des archées, des levures, des virus, tout comme le microbiote humain).
Références
1. Glassman SI, Weihe C, et al. (2018) Decomposition responses to climate depend on microbial community composition.
2. Allison SD, Lu Y, et al. (2013). Microbial abundance and composition influence litter decomposition response to environmental change.
3. Masson A. (2021). Le Microbiote Associé Aux Racines De Riz Dans Un Contexte D’Infection Par Des Nématodes Phytoparasites : Une Approche Écologique D’un Système Plante-Pathogène.
4. Fester, Thomas, Julia Giebler, Lukas Y Wick, Dietmar Schlosser, Matthias Kästner. (2014). Plant–Microbe Interactions As Drivers Of Ecosystem Functions Relevant For The Biodegradation Of Organic Contaminants.
5. (2023). De L’Eau Chaude Pour Contrôler La Végétation Sur Les Voies Ferrées
6. Rawat, Nivedita, Gopal Krishna Joshi. (2018). Bacterial Community Structure Analysis Of A Hot Spring Soil By Next Generation Sequencing Of Ribosomal RNA.
7. Cole J, Peacock J, Dodsworth J, et al. (2013) Sediment microbial communities in Great Boiling Spring are controlled by temperature and distinct from water communities
8. Fouke BW, Farmer JD, Des Marais DJ, Pratt L, Sturchio NC, Burns PC, Discipulo MK. (2000) Depositional facies and aqueous-solid geochemistry of travertine-depositing hot springs.
9. Fouke BW. (2011). Hot-spring Systems Geobiology: abiotic and biotic influences on travertine formation at Mammoth Hot Springs, Yellowstone National Park, USA« .
10. Venturi S, Crognale S, et al. (2022). Interplay between abiotic and microbial biofilm-mediated processes for travertine formation: Insights from a thermal spring
11. Ciplak ES, Bilecen K, Akoglu KG, Guchan NS.(2023). Use of bacterial binder in repair mortar for micro-crack remediation.
12. Konhauser K. (1998). Diversity of bacterial iron mineralization.
13. Inskeep W, Macur R, Harrison G, Bostick B, Fendorf, S. (2004). Biomineralization of As(V)-hydrous ferric oxyhydroxide in microbial mats of an acid-sulfate-chloride geothermal spring, Yellowstone National Park.
14. Kozubal MA, Macur RE, Jay ZJ, Beam JP, Malfatti SA, Tringe SG, Kocar BD, Borch T, Inskeep WP. (2012). Microbial iron cycling in acidic geothermal springs of yellowstone national park: integrating molecular surveys, geochemical processes, and isolation of novel fe-active microorganisms.
15. Chan, Chia Sing, Kok-Gan Chan, Yea-Ling Tay, Yi-Heng Chua, and Kian Mau Goh. (2015). Diversity Of Thermophiles In A Malaysian Hot Spring Determined Using 16S Rrna And Shotgun Metagenome Sequencing
16. Alrumman S, Mostafa YSM, Al-Qahtani S, Taha THT. (2018). Hydrolytic Enzyme Production by Thermophilic Bacteria Isolated from Saudi Hot Springs.
17. Mousavi SM, Hashemi SA, Iman Moezzi SM, Ravan N, Gholami A, Lai CW, Chiang WH, Omidifar N, Yousefi K, Behbudi G. (2021) Recent Advances in Enzymes for the Bioremediation of Pollutants.
18. Mahajan, Girish B, Lakshmi Balachandran. (2017). « Sources Of Antibiotics: Hot Springs
19. Pednekar P, Jain R, Mahajan G. (2011). Anti-infective Potential of Hot-spring Bacteria.
20. Najar, Ishfaq Nabi, Prayatna Sharma, Sayak Das, Mingma Thundu Sherpa, Santosh Kumar, Nagendra Thakur. (2022). Bacterial Diversity, Physicochemical And Geothermometry Of South Asian Hot Springs/
21. Rawat, Nivedita, Gopal Krishna Joshi. (2019). Bacterial Community Structure Analysis Of A Hot Spring Soil By Next Generation Sequencing Of Ribosomal RNA.
22. Lajoie, Frédérique, Guy Rousseau, Stéphanie Blanquet-Diot, Lucie Etienne-Mesmin. (2021). Syndrome De L’Intestin Irritable.
