Soutenance de thèse Auriane Voyard

Accès à la soutenance :
·       en présentiel : Amphi C2.0.37, Campus AgroParisTech, 2 place de l’Agronomie, 91120 Palaiseau
·       à distance via le lien suivant :  https://inrae-fr.zoom.us/j/5730269101?omn=94998540039
 
Présence au pot :
·       confirmation de présence au pot  au lien suivant : https://evento.renater.fr/survey/pot-soutenance-these...-pf971caw
 
Composition du jury :
·       Marie-Laure FAUCONNIER, Professeure, Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège : Rapporteur
·       Christian GEORGE, Directeur de recherche, CNRS, IRCELYON : Rapporteur
·       Valérie GROS, Directrice de recherche, CNRS, Université Paris Saclay (LSCE) : Examinatrice
·       Bernard HEINESCH, Professeur, Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège : Examinateur
·       Elena ORMENO LAFUENTE, Chargée de recherche, CNRS, IMBE : Examinatrice
 
Encadrement de la thèse :
·       Benjamin LOUBET, directeur de recherche à INRAE, UMR EcoSys
·       Raluca CIURARU, chargée de recherche à INRAE, UMR EcoSys
·       Frédéric REES, chargé de recherche à INRAE, UMR EcoSys
·       Michael STAUD, chargé de recherche au CNRS, CEFE
 
Résumé de la thèse :
Les composés organiques volatils (COV) biogéniques émis par les agroécosystèmes peuvent avoir un impact majeur sur la qualité de l'air (e.g. formation d'ozone ou d'aérosols). En l'absence de quantification des COV échangés par les racines et le sol, les émissions de COV par les cultures restent incertaines. Cette thèse a eu pour objectifs : i) de caractériser quantitativement et qualitativement les émissions journalières de COV des compartiments aériens et souterrain de deux espèces cultivées contrastées, ii) de distinguer le rôle des racines et celui du sol dans les émissions souterraines de COV, et iii) de relier les dynamiques d’émission des principaux COV entre elles, ainsi qu’aux échanges d’H2O et CO2.
Pour y répondre, une chambre dynamique bi-compartimentée permettant de mesurer simultanément les flux gazeux (COV, CO2, H2O) dans les compartiments aérien et souterrain de plante a été développée et couplée à un spectromètre de masse à transfert de proton. Une première expérimentation en conditions contrôlées a été menée sur des plantes de tomate et de colza cultivées en pot dans un sol agricole. Les émissions constitutives de COV par les racines mesurées à la surface du sol étaient faibles (environ 2 pmol s-1 plante-1), équivalant à 5% des émissions aériennes. Une fois le sol retiré autour des racines, les émissions racinaires, principalement composées de méthanol, étaient équivalentes ou supérieures aux émissions aériennes, suggérant que le sol est un puits majeur pour le méthanol émis par les racines.
Pour vérifier cette hypothèse, un second dispositif expérimental a été développé pour caractériser le dépôt de COV lors de leur diffusion à travers une colonne de sol. Les résultats ont montré que le sol utilisé précédemment représentait un puits important pour le méthanol, l’acétone et l’acide acétique, dont la présence n’a pas été détectée en aval de la colonne après 20h d’exposition. A l’inverse, le sulfure de diméthyle et l’isoprène n’ont pas été retenus par le sol.
Pour caractériser davantage les émissions constitutives des COV racinaires avant leur altération dans le sol, une nouvelle expérimentation a été menée dans la chambre bi-compartimentée avec des plantes de colza cultivées en hydroponie sur deux périodes consécutives de 24h, avant et après le retrait de la solution nutritive. Les émissions de méthanol par les racines en solution se sont révélées 20 fois inférieures à celles mesurées sur les racines excavées durant la première expérimentation, suggérant que ces dernières ont principalement été causées par un stress généré lors de l’excavation. Par ailleurs, les émissions totales de COV par les racines du colza en hydroponie correspondaient à 8 pmol s-1 plante-1 avant et 50 pmol s-1 plante-1 après le retrait de la solution nutritive, équivalant respectivement à 10 et 100% des émissions aériennes sur les mêmes périodes. Avant le retrait de la solution nutritive, les racines étaient principalement sources d’acétaldéhyde et d’éthanol, suggérant un processus de fermentation alcoolique lié à l’hypoxie des racines. Après le retrait de la solution, les principaux COV racinaires correspondaient à l’acétaldéhyde, l’acétone et l’acide acétique, possiblement issus d’une fermentation acétique causée par un déficit hydrique. Enfin, l’analyse des dynamiques d’émission sur plusieurs heures a mis en évidence des corrélations linéaires négatives entre les émissions racinaires de méthanol et de monoterpènes à la surface du sol et celles de CO2. Le suivi des dynamiques d’émission de méthanol par les parties aériennes du colza et de la tomate a aussi suggéré une contribution significative des hydathodes des feuilles, en complément des stomates.
Dans leur ensemble, ces résultats indiquent que les racines peuvent participer significativement aux émissions de COV par les agroécosystèmes dans certains contextes météorologiques (e.g inondation, sécheresse) ou pratiques agricoles (e.g. labour).
 
Au plaisir de vous y retrouver !
 
Auriane Voyard