L'utilisation d'intrants agricoles, potentiellement polluants, dans les pays du Sud et l'imbrication des sites de production et des sites urbains, industriels ou miniers aggravent les menaces sur l'environnement et la santé. Parallèlement, la société demande à l'agriculture à la fois de garantir une production suffisante et de qualité, de gérer l'espace rural et d'assurer un rôle épurateur.
L'unité s'intéresse au rôle joué par le sol dans le fonctionnement de l'écosystème cultivé. Pour contrôler l'incidence de sa gestion sur la production et l'environnement, il est nécessaire de comprendre les multiples processus en jeu à tous les niveaux d'organisation. La parcelle cultivée est une échelle privilégiée pour l'étude des processus biophysiques, tandis que la gestion intégrée des sols et du risque environnemental requiert une démarche globale. Le principal défi scientifique que l'unité devra relever consistera à articuler, dans une même démarche ou dans les mêmes modèles, les connaissances issues de l'étude des processus biophysiques et celles relatives à la gestion des systèmes de production.