Thèse – Priming-effect : vers un mécanisme universel de contrôle du bilan stockage-déstockage du carbone organique. Approfondissements théoriques, généralisation aux milieux aquatiques et cultivés

Raphaël GUTTIERES

Le vendredi 28 septembre 2018 à 13h30.

Campus Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75005 Paris Bât. 46-56, 2e étage, UFR TEB, salle de conférences Plan d'accès => http://ieesparis.ufr918.upmc.fr/IMG/jpg/Plan_Jussieu.jpg

Doctorant équipe EMS du département DCFE

Luc ABBADIE - Professeur Sorbonne Université, iEES Paris, (co-directeur de thèse) Samuel ABIVEN - Researcher & Lecturer, Université de Zürich (Suisse), (rapporteur) Claire CHENU - Professeur AgroParisTech, (rapporteur) Tanguy DAUFRESNE - CR INRA, (examinateur) Sylvie DERENNE - DR CNRS, (examinateur) Gérard LACROIX - CR CNRS, iEES Paris, (co-directeur de thèse)

Cette thèse a pour but de comprendre le degré de généricité d’un processus biogéochimique lié à la dynamique du carbone, le « Priming Effect » (PE). Ce processus fut initialement étudié dans les sols avant d’être identifié en milieu aquatique. Il peut être défini dans les deux types de milieux comme la modification (augmentation ou diminution) du taux de minéralisation de la matière organique stabilisée par l’addition de matière organique labile. L’objectif de ce présent travail a été de tester la réponse du PE dans le contexte des changements globaux ainsi que dans celui des pratiques agricoles. Une première expérimentation en sol agricole a testé l’hypothèse énergétique en jouant sur la qualité de la matière organique apportée. Les résultats ont permis de confirmer le rôle central de l’aspect énergétique de l’apport de matière organique dans les sols en démontrant que les résidus végétaux frais induisaient une sur-minéralisation (PE) du carbone de la matière organique du sol huit fois supérieure à son équivalent pré-décomposé. Dans cette même expérimentation, la réponse du PE à une augmentation de température, à une augmentation de la disponibilité en nutriments ainsi qu’à un changement de couverture des sols (couvert agricole vs. couvert forestier) a été testée. Il en ressort un fort effet de la température sur la minéralisation basale des sols, mais pas d’effet sur le PE. Ce dernier semble réagir d’avantage à la disponibilité en énergie ainsi qu’au type de couvert végétal. En parallèle de cette partie terrestre, deux expérimentations aquatiques ont été menées, testant l’impact des changements de stoechiométrie, de température et de disponibilité en matière organique labile sur les interactions entre le compartiment des décomposeurs et celui des producteurs primaires. Peu de résultats sont disponibles à ce jour et aucune conclusion définitive sur la réponse du PE n’est établie pour le moment. Cependant, on a pu mettre en évidence l’importance relative des flux de carbone en provenance des différents compartiments biotiques de nos systèmes. Une importante mixotrophie algale a ainsi été démontrée, nous amenant à reconsidérer le rôle des producteurs primaires dans la partie aquatique de la dynamique du cycle du carbone, et donc leur rôle potentiel dans le PE dans un contexte de réchauffement climatique et d’érosion des surfaces continentales. Des analyses complémentaires sur les échantillons stockés et une approche de modélisation en cours de développement permettront d’identifier les éventuelles singularités du PE en milieu aquatique par rapport au milieu terrestre. Sur son versant terrestre, cette thèse a permis de suggérer une démarche agro-écologique de gestion des stocks de carbone dans les sols, ainsi que de mettre en évidence le rôle majeur de l’état de décomposition des résidus végétaux sur l’intensité du PE.