Vous cherchez...

 
Une recherche
   
   
 
 
Pédologie des milieux très anthropisés - Technosols
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :

- Description détaillée :
Le projet scientifique de l’Axe "Pédologie des milieux très anthropisés" porté par l'équipe " Afficher la suite
Le projet scientifique de l’Axe "Pédologie des milieux très anthropisés" porté par l'équipe "Technosols" est de contribuer à l’inventaire des sols très anthropisés, de caractériser leur fonctionnement et de représenter, en particulier numériquement, leur pédogenèse. L’hypothèse formulée se fonde notamment sur une approche
thermodynamique de l’évolution des sols et sur le concept de résilience. Au cours de son évolution, un sol verrait se succéder des régimes de fonctionnement. Le passage entre ces régimes serait alors lié au franchissement d'un seuil de résilience, qui entraîne une modification conséquente du système. Les Technosols, et plus particulièrement les Technosols construits - dont l’évolution est reproductible expérimentalement, les chroniques temporelles faciles à déterminer et les états initiaux accessibles - seront utilisés comme modèle d’étude, pour préciser et tester ce modèle conceptuel d’évolution des sols. Plus précisément, il s’agira de caractériser les différents régimes en termes de propriétés, d’état de fonctionnement, de niveau de fonction, ainsi que de services écosystémiques rendus. Au delà, les travaux s’attacheront à développer, explorer et vérifier des modèles quantifiables intégrants couplages entre processus et rétroactions dynamiques basés sur les lois de conservation de la masse et de l'énergie.

Thème 1. Caractérisation des régimes de fonctionnement des sols très anthropisés

L’objectif est de faire émerger des indicateurs de fonctionnement des sols très anthropisés, caractérisant leur capacité à assurer la fonction de support de végétation, en lien avec leur fertilité physique et chimique. Des développements méthodologiques complémentaires, telle que la quantification des paramètres descriptifs de la structure des sols, seront pour cela nécessaires. Une typologie fonctionnelle sera dressée qui, outre le fait de caractériser chacun des régimes précédemment évoqués, permettra de questionner la pertinence d’un gradient d’anthropisation des sols uniquement fondé sur leurs usages.

⇒ Développement de méthodes de quantification des paramètres descriptifs de la structure

- Analyse d’images de sections fines de sol pour extraire et quantifier les variables – volume, forme, connectivité décrivant la porosité et l’état d’agrégation du sol, de façon discriminante au cours de son évolution (Thèse Jangorzo, 2013).
- Développement d’une structure virtuelle de sol tridimensionnelle et multi-échelle, qui soit dynamique, réaliste et robuste, et permette de modéliser les rétroactions avec les processus spatiaux (voir thème 2) mais également d'explorer l'analyse des propriétés physiques, en particulier des variables obtenues sur les sections fines.
- Croisement des données de quantification du système poral issues de l’analyse d’image avec des mesures de propriétés hydrauliques pour améliorer la signification physique des constantes utilisées dans les équations de transport hydrique et également contribuer à la construction d’une structure virtuelle capable de représenter le fonctionnement hydrique.

⇒ Définition d’indicateurs de fonctionnement et mise en place d’une typologie multicritères

- Détermination qualitative et quantitative des agrégats, tant à l’échelle de la macro-agrégation que de la micro-agrégation, au sein de sols soumis à l’impact de l’activité biologique - faune, microflore, plantes - ou à l’apport de différents résidus organiques (SOERE PRO à titre d’exemple d’anthropisation en milieu agricole, projet Biotechnosol 2 en contexte de restauration de friche industrielle).
- Caractérisation de la biodiversité sur des critères biologiques innovants (e.g. utilisation croisée des traits de vie des espèces sur la flore et la faune du sol), notamment dans des Technosols encore peu étudiés que sont les sols de jardin (Thèse Joimel, 2011-2014 ; ANR JASSUR).
- Développement d'une méthode de calcul du bilan des flux d’énergies (e.g. climat, énergie solaire, actions humaines) conduisant à la formation puis à l'évolution des sols, afin de comparer les contributions aboutissant à la genèse de sols naturels et de sols très anthropisés.
- Définition de classes de propriétés hydriques et de comportements hydrodynamiques, en se basant notamment sur l’étude d’une gamme de sols plus ou moins anthropisés présents sur la station expérimentale du GISFI (mise en commun progressive de données obtenues par les membres de l’équipe)
- Caractérisation de la fertilité physique et chimique en mettant l’accent sur des propriétés régulant la disponibilité des éléments nutritifs et/ou de contaminants choisis (texture, pH, taux de matières organiques, CEC) et sur un élément nutritif modèle (P) (Thèse Rokia, 2010-2013 ; projets SITERRE, LORVER et PROCOPE)
- Intégration des indicateurs précédemment cités pour mettre en place une typologie multicritères, ayant pour but d’évaluer la capacité du sol à remplir des fonctions, particulièrement celle de production de biomasse végétale, et par delà assurer des services.

Thème 2. Représentation de l’évolution pédogénétique des Technosols

L'objectif scientifique de ce thème est de prédire in fine, par des approches croisées de modélisation mécaniste et de suivis expérimentaux, les changements de régimes marquant l’évolution pédogénétique des Technosols. Dans le cadre du présent projet, un nombre restreint de processus - agrégation, altération/lixiviation, dynamique des matières organiques - étudiés à l’échelle du pédon sera privilégié. Les sorties attendues sont une représentation dynamique concomitante des propriétés, du fonctionnement et des services associés aux sols, tels que définis dans le thème 1. Les recherches seront menées en lien étroit avec la plateforme informatique Sol Virtuel de l’INRA et un réseau de spécialistes modélisateurs impliqués dans l’étude des processus d’évolution des sols.

⇒ Dynamique de la structure des sols très anthropisés

- Obtention d’une représentation dynamique en 3D de la structure du Technosol construit grâce à la spatialisation par le géomodeleur GOCAD, des variables quantitatives les plus discriminantes de l’état d’agrégation, obtenues à partir de l’analyse d’images de lames minces de sols (Thèse Salifou, 2013).
- Mise en évidence et quantification des liens entre paramètres hydriques du sol et évolution de la structure du sol par une approche de modélisation inverse en croisant données expérimentales in situ (lysimètres équipés du GISFI) et en conditions contrôlées (colonnes de laboratoire) sur l’hydrodynamique des Technosols construits.
- Validation de la représentativité et la sensibilité de modèles tridimensionnels et multi-échelle de structure virtuelle de sol, concernant en particulier l’hétérogénéité spatiale et les évolutions temporelles de la structure, ou encore l’impact de la macro-faune.

⇒ Dynamique des systèmes biologiques de régulation

- Détermination la part de la faune du sol et des plantes en relation avec les microorganismes dans les processus pédologiques et mise en évidence des systèmes biologiques de régulation (rhizosphère, drilosphère, litière) dominants au cours de l’évolution des Technosols (projet Biotechnosol 2).

⇒ Couplage des processus pédogénétiques dans les Technosols

- Etude des interactions entre les processus d’agrégation et d’altération chimique au cours de l'évolution des Technosols afin notamment d’optimiser leur gestion agronomique (Thèse Rokia, 2010-2013) en particulier vis-à-vis du phosphore.
- Participation au développement de la plateforme de modélisation Sol Virtuel en y intégrant des modèles de processus d'intérêt. L'ambition est de disposer d'un outil permettant de s'affranchir des difficultés informatiques liées au couplage de codes (projet Numérisol).
- Couplage de la structure virtuelle de sol développée dans le thème 1 avec des modèles de fonctionnement en particulier d'activité de la faune du sol, de dynamique hydrique et de croissance racinaire. Cet outil permettra de mieux caractériser in silico les interactions entre ces processus et la structure du sol. Pour élucider les interactions entre facteurs pédogénétiques, les données expérimentales seront modélisées à l'aide d'outils de statistiques multivariées ou de techniques d'analyse du signal (collaborations CRAN). Réduire

- Champs de rattachement :
 

En naviguant sur notre site vous acceptez l'installation et l'utilisation des cookies sur votre ordinateur. En savoir +