Stage M2 CIRAD Réunion – Variabilité temporelle d’émission de N2O suite à l’apport de produits résiduaires organiques en plantation de canne à sucre à La Réunion (OS104)

Stage M2 CIRAD Réunion – Variabilité temporelle d’émission de N2O suite à l’apport de produits résiduaires organiques en plantation de canne à sucre à La Réunion (OS104)

Teaser
Une équipe dynamique et à taille humaine, œuvrant à la croisée de deux enjeux cruciaux pour l’humanité : le recyclage des déchets et le développement durable de l’agriculture, vous propose de mener une étude sur l’estimation des flux de N2O suite à l’apport de produits résiduaires organiques et sur leur déterminisme en plantation de canne-à-sucre à la Réunion. Nous cherchons un étudiant disponible début 2019 et attiré par la recherche appliquée autour de ces thématiques. L’étudiant bénéficiera de deux cycles annuels de données acquis en semi-continu dans le site fortement instrumenté de La Mare appartenant au réseau national SOERE-PRO.

Contexte et objectifs
Depuis 2013, un dispositif expérimental au champ, de longue durée et fortement instrumenté, appartenant au réseau national SOERE-PRO (Système d’observation et d’expérimentation au long terme pour la recherche en environnement sur les impacts environnementaux du recyclage de produits résiduaires organiques (PRO) sur les écosystèmes cultivés), a été installé à la Réunion afin d’étudier le recyclage agricole des produits résiduaires organiques. Ce dispositif, financé par le Cirad, l’Europe, l’Etat et Véolia-Eau, étudie la valorisation des boues de station d’épuration au même titre que du lisier de porc et du fumier avicole en regard de pratiques conventionnelles de fertilisation (urée).
L’un des objectifs de cette expérimentation est de quantifier les flux d’éléments consécutifs à l’apport de différents PRO au champ afin de boucler les cycles biogéochimiques d’une part, mais également d’évaluer l’impact agro-environnemental de telles pratiques agricoles, d’autre part. En effet, un élément comme l’azote est au centre de forts enjeux environnementaux: le réchauffement climatique via les émissions de N2O, la contamination de l’hydrosphère via la lixiviation de NO3 et les dépôts de NH3. Parmi ces flux, les émissions anthropiques de N2O sont régulièrement pointées du doigt en raison de leur origine essentiellement agricoles et d’un potentiel de réchauffement global environ 300 fois supérieur à celui du CO2.
Les émissions de N2O se caractérisent par une très forte variabilité spatiale et temporelle en raison d’une contribution forte de la voie de production anaérobie au cours de la dénitrification et donc d’une dépendance forte aux conditions édaphiques locales à chaque instant. Prendre en compte la variabilité temporelle intra-journalière comme saisonnière apparait comme un prérequis pour les calculs de bilans annuels de flux de N2O. Malheureusement, ce dernier point repose sur des mesures semi-continues au champ qui restent relativement rares à ce jour. Un travail fondamental est donc aujourd’hui de caractériser cette variabilité temporelle afin de proposer des plans d’échantillonnage permettant d’établir des bilans solides de N2O pour divers agrosystèmes et contextes pédoclimatiques.
L’objectif du stage sera d’étudier la variabilité temporelle des flux de N2O en plantation de canne-à-sucre afin de proposer un plan d’échantillonnage adapté aux mesures ponctuelles permettant de calculer des facteurs d’émission pour différents fertilisants et tenant compte de facteurs déterminants des émissions de N2O.

Démarche proposée
Tache 1. Pré-traitement des données disponibles et calcul de facteurs d’émission
Des mesures semi-continues de N2O sont réalisées avec des chambres automatiques dans des parcelles de l’essai réunionnais du SOERE-PRO ayant reçu au choix une fertilisation conventionnelle, des boues de station d’épuration, du compost de boues, du lisier de porc, du fumier de volaille ou aucune fertilisation. L’ingénieur responsable de cet équipement appuiera l’étudiant afin de disposer de données valorisables sur les deux premières années disponibles. Des cumuls annuels seront réalisés afin de produire des facteurs d’émissions de N2O propres à chaque fertilisant organique sur la base de l’ensemble du jeu de données.
Tache 2. Etablissement d’un plan d’échantillonnage
Les principales tendances temporelles (journée, épandage, saison, année) seront analysées et interprétés à l’aune de facteurs déterminants potentiels (apport et disponibilité du substrat azoté issu des fertilisants, climat, conditions édaphiques). Le nombre critique de répétitions temporelles nécessaires à une estimation robuste des émissions de N2O dans ce contexte cultural et pédoclimatique sera déterminé avec une approche de « Jackknifing ». En résumé, le jeu de données sera subdivisé sur la base de fréquences temporelles graduelles, en tenant compte ou pas des précipitations, afin d’optimiser le schéma temporel d’échantillonnage utilisé avec le système plus largement utilisé de mesures ponctuelles.

Déroulement du stage
L’étudiant sera principalement encadré par Antoine Versini et Charles Detaille, il travaillera en étroite collaboration avec Laurent Thuriès et Daniel Poultney. Le stage se déroulera à la Réunion au sein de l’unité de recherche « Recyclage et risque » à la station de la Bretagne à Saint-Denis de la Réunion. Le stage débutera début 2019 et sera d’une durée approximative de 6 mois. Le stagiaire recevra la gratification légale et son billet d’avion pour la Réunion sera entièrement pris en charge par l’unité. En outre, l’étudiant pourra bénéficier de facilités pour son logement (sous réserve de disponibilités) ainsi que de chèques déjeuners.

Candidature
Pour tout complément d’information, vous pouvez contacter Antoine Versini par mail (antoine.versini@cirad.fr) ou téléphone (02 62 72 78 61).
Les candidatures sont à adresser à Antoine Versini (antoine.versini@cirad.fr) et Charles Detaille (charles.detaille@cirad.fr) par email.
La fiche descriptive de l'offre est téléchargeable ici.
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