Soutenance de thèse de Benjamin Louis (INRA SAS)



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Le jeudi 24 novembre à 14:00, à Agrocampus Rennes (amphithéâtre Moule, Batiment 11, Agrocampus Ouest centre de Rennes, 65 rue de St Brieuc), Benjamin Louis soutient sa thèse intitulée "Prise en compte de la diversité microbienne dans la simulation de la matière organique du sol (MOS) dans un contexte de transition vers l'agro-écologie"

Le jeudi 24 novembre à 14:00, à Agrocampus Rennes (amphithéâtre Moule, Batiment 11, Agrocampus Ouest centre de Rennes, 65 rue de St Brieuc), Benjamin Louis soutient sa thèse intitulée "Prise en compte de la diversité microbienne dans la simulation de la matière organique du sol (MOS) dans un contexte de transition vers l'agro-écologie"


Jury :
Rapporteurs :
- Jérôme Balesdent, INRA, UR 1119 GSE, CEREGE, Aix-en-Provence
- David Makowski, INRA, UMR 211 Agronomie, Versailles-Grignon
Examinateurs :
- Thomas Pommier, Université Lyon 1, Écologie microbienne, Villeurbanne
- Yannick Outreman, Agrocampus Ouest, UMR 1349 IGEP, Rennes
- Jean-Luc Hardy, Triskalia, Chaire AEI, Landerneau
Encadrants de thèse :
- Safya Menasseri-Aubry, Agrocampus Ouest, UMR 1069 SAS, Rennes
- Valérie Viaud, INRA, UMR 1069 SAS, Rennes
- Philippe Leterme, Agrocampus Ouest, UMR 1069 SAS, Rennes

Résumé:
La gestion de la matière organique du sol (MOS), impactée par les pratiques agricoles et
impactant les ux de carbone (C), constitue un levier important de la transition agro-écologique
et nécessite de disposer de modèles de prédiction adaptés. Le travail de thèse a pour ambition de
proposer et d'évaluer une méthode de prise en compte de la diversité microbienne dans un modèle
mécaniste de dynamique du C dans le but qu'il soit utilisé a des ns opérationnelles. Il s'appuie
sur 2 jeux de données issus de programmes de recherche acquis à 2 échelles spatiales : 'échelle
nationale et l'échelle d'un bassin versant de 5km². Ces jeux de données comportent des mesures
de diversité microbienne et des cinétiques de minéralisation du C sur 80 jours en conditions
contrôlées, avec et sans apport de paille de blé marquée au 13C. Les sols étudiés sont issus de
parcelles agricoles occupées par des prairies et des rotations de cultures annuelles.
Un état de l'art a montré que l'approche dominante de la prise en compte explicite et détaillée
de la diversité microbienne se faisait au sein de modèles conceptuels de dynamique du C souvent
basés sur une multiplication de compartiments microbiens et des ux associés. L'approche que
nous proposons est quant à elle basée sur la prise en compte des indices de diversité microbienne
(i.e. richesse, équitabilité, indice de Shannon et inverse de l'indice de Simpson) au travers de
fonctions de modulation des paramètres des cinétiques d'ordre 1.
Une première étape, basée sur des modèles statistiques additifs généralisés (GAM), a permis
d'identier les indices de diversité pouvant expliquer la dynamique du C avec des importances
relatives comparables aux propriétés des sols plus classiques (C/azote, phosphore, pH, texture).
Dans cette étape, les résultats ont montré i) une relation négative entre la diversité bactérienne
et les ux de minéralisation de la MOS et une relation positive entre la diversité fongique et ii)
les ux issus de la minéralisation de la MOS ainsi que iii) les ux issus de la minéralisation du
résidu sur la période 7-28 jours.
Les relations observées ont permis de proposer des fonctions de modulation respectivement
dépendantes i) de la diversité bactérienne pour moduler le paramètre de rendement d'utilisation
du carbone de la MOS, ii) de la diversité fongique pour moduler la constante de décomposition de
la MOS et iii) de la diversité fongique pour moduler la constante de décomposition du sous-pool
cellulosique du résidu.
Ces fonctions ont été intégrées dans un modèle générique de dynamique du C avec un nombre
de paramètres limité pour faciliter sa calibration. L'ensemble a été calibré à l'aide de méthodes
bayésiennes. Globalement, la prise en compte de la fonction de modulation liée à la diversité
bactérienne a permis d'améliorer la prédiction des ux issus de la minéralisation de la matière
organique du sol, tandis que les fonctions liées à la diversité fongique n'ont permis aucune amélioration.
En conclusion, la méthode d'intégration de la diversité microbienne dans les modèles de
dynamique du C proposée ici constitue une approche pertinente pour une représentation parcimonieuse
de son inuence dans des modèles génériques de dynamique du C. Il s'agit d'un cadre
méthodologique complémentaire à la prise en compte explicite et détaillée, dominante dans la
littérature, de la diversité microbienne dans ces modèles. Nous pensons que ce travail pourra
aider à l'intégration d'information importante comme la diversité microbienne dans des modèles
opérationnels de dynamique du C. Pour nir, nous proposons des pistes d'amélioration sous
formes d'expérimentation et de modélisation pour la construction des fonctions de modulation
liée à la diversité microbienne.
MOTS CLÉS : sol, matière organique, résidu de cultures, diversité bactérienne et fongique,
modélisation


Contact OSUR :

Benjamin Louis (INRA SAS) @





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