Livret des communications - JOURNEE DES DOCTORANTS Prix Christopher Augur - Arnaud Ungaro
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Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie marine et continentale Livret des communications JOURNEE DES DOCTORANTS Prix Christopher Augur Jeudi 30 juin 2016 Campus Etoile, Sciences St Jérôme Amphithéatre Rouard et Jardin Botanique
Journée des doctorants Jeudi 30 Juin 2016 La journée annuelle des doctorants de l'IMBE permet aux jeunes chercheurs de présen- ter le sujet, l’objectif et l’avancement de leurs travaux de recherche. Cette année 26 doctorants, inscrits en 1ère, 2ème ou 3ème année de thèse, inter- viennent sur 7 sessions en sciences de la biodiversité et de l’écologie. Cette Journée Des Doctorants (JDD 2016) s'accompagne de deux conférences magis- trales de chercheurs invités et de la remise des prix Christopher Augur en fin d'après- midi. Les 2 prix Christopher Augur récompensent la meilleure valorisation scientifique parmi les thèses soutenues depuis un an et la meilleure présentation orale de cette journée. Cette édition se déroule jeudi 30 juin 2016 sur le Campus Sciences St-Jérôme de l’Université d’Aix-Marseille et s’accompagne d'un repas du midi offert près du Jardin Botanique géré par l’IMBE. 1
Sommaire Organigrammes de l'IMBE 4 Programme 7 Liste des communications 9 Résumés des communications 14 Notes 45 3
Le 20 mai 2016 ORGANIGRAMME DES PERMANENTS IMBE – UMR CNRS 7263 – IRD 237 Effec%f : 284 : 166 permanents (dont 114 - 52 IT) et 43 ANT (dont 8 post-doc - 4 ATER – 9 CR - 22 IT) et 75 Doctorants 6 sites : St-Jérôme, St-Charles, Timone, Endoume, Arbois, Avignon, (+ Nouméa) Comité Directeur Conseil Scien%fique d’Unité Tatoni Thierry (PR - AMU) Directeurs Délégués : Vidal Eric (DR IRD-Nouméa Fonc%ons support à la recherche Dutoit Thierry (DR CNRS-Avignon) DAS : Cramer Wolfgang (DR CNRS) Responsable Administra%ve Cellule Ges
Le 20 mai 2016 ORGANIGRAMME IMBE DES NON PERMANENTS – UMR CNRS 7263 – IRD 237 Effec%f 284 : 166 permanents (114 scienKfiques - 52 IT) et 43 ANT (8 post-doc - 4 ATER – 9 CR - 22 IT) et 75 Doctorants 6 sites : St-Jérôme, St-Charles, Timone, Endoume, Arbois, Avignon, (+ Nouméa) 6 axes scientifiques : 14 équipes de recherche Axe 1 : Paléoécologie et Processus Macroécologiques (F. Medail) Axe 2 : Origine et Evolu%on de la Biodiversité (A. Baumel et C. Borchiellini) EQ 2.1 : Interac%ons, Diversité, Evolu%on et EQ 1.1 : Paléo environnements et EQ 1.2 : Macroécologie et Biogéographie Adapta%on (IDEA) EQ 2.2 Biologie du Développement – EQ 2.3 : Évolu%on, Génome, Paléoécologie (MacroBio) Aurelle Didier (MC HDR AMU) Evolu%on - Ecologie (EcoEvoDevo) Environnement (EGE) Ponel Philippe (CR HDR CNRS) Bondeau Alberte (CR CNRS) Le Bris Manuel (MC AMU) Chappaz Rémi (PR AMU) De Jode Aurélien – (doct.) Aubert Cyril – (doct.) Decock Simon – (doct.) Masmoudi Mouatassem – (doct.) Fierro-Constain Laura – (doct) Gasmi Smah – (doct) CarTer Rosine – (doct.) Garcia-Nieto Ana Paola – (doct.) Pratlong Marine- (doct.) Goveko Benjamin – (doct) PeTt Florence – (doct) Hosseini Saharasadat – (doct.) Hervé Mathilde – (doct.) Belahbib Hassiba – (IE - CDD AMU) Sawelew Ludoviic – (doct.) Pepe Caterina – (doct.) Noble Virgile – (doct.) Cahill Abigalil – (CR - CDD CNRS) Sejoune Nina – (IE- CDD AMU Labex) Ungaro Arnaud – (doct) Poher Yoann – (doct.) Doxa Aggeliki – (post-doc – AMU) Viruel sanchez Juan (Post-doc AMU) Corse Emmanuel – (CR CNRS) Shindo Lisa – (doct.) Guivier Emmanuel – (IR – PMV) Venot-Tsserand Claire – (doct.) Fader Marianela – (CR CNRS) Mc Cairns Scok – (CR CNRS) Brisset Elodie – (CR CNRS) Geijzendorffer Ilse – CR CNRS) Paz Vinas Ivan – (IR – CNRS) Santelli Coralie (IE – CDD CNRS) Boeri Gabriela – (AI- CDD CNRS) Bertrand MaTlde – (AI CDD CNRS) Axe 3 : Vulnérabilité des systèmes écologiques (E. Franquet) Axe 4 : Ingénierie de la restaura%on (A. Bischoff) Axe 5Diversité et Fonc%onnement (T. Perez) EQ 4.1 : Ingénierie de la Restaura%on EQ 5.1 : Diversité et fonc%onnement des EQ 3.1 : Ecologie de la Conserva%on et Interac%ons EQ 3.2 : Ecologie des Eaux Con%nentales (EEC) des Patrimoines Naturel et Culturel (IRPNC) molécules aux écocystèmes Bio%ques (ECIB) Franquet Evelyne (PR AMU) Vieillescazes Cathy (PR, UAPV) Affre Laurence (MC HDR AMU) Fernandez Catherine (PR AMU) Jacquemin Coralie – (doct) Alignan Jean-François – (doct) 5 BouTn Nathalie – (doct) Da Silva susana - (doct) Cateine Maureen – (doct) Thorel Maxime – (CR CNRS) Aurière Anne – (doct) Borschinger Benoît – (doct) Gavinet Jordane – (doct) Desbiolles Fanny – (doct) Hashoume Hazem – (doct) Duron Quiterie – (doct) Chenot Julie – (doct) Fagbooun Louis – (doct) Le croller Marie- (doct) El Hajj Rita – (doct) Mathaux Coralie – (doct) Fujll Hitomi – (doct) Fevre Mélodie - (doct) EQ 3.3 : Systèmes à l’échelle Microbienne (SM) Rodriguez Natalia – (doct) Mazzitelli Jean-BaTste – (doct) Lorans Mathieu – (doct) Périssol Claude (MCF AMU) Ruiz César – (doct)) Moinardeau Cannelle – (doct) Palmas Pauline – (doct) Boukhdoud Nathalie – (doct) Saunier Amélie – (doct) Tschanz Leita – (doct) Vidaller Christel – (doct) Brunel caroline – (doct) De rodez Roxane – (AI CNRS) Bourgeois Karen – (post-doc PMV) Andraud jean-Pascal – (IE CNRS) Dubois Maude – (AI CLD CNRS) Grandjean Amandine – (IE AMU) Grenier Marie – (AI CNRS) Guiller Clémence – (IE AMU) Bourguet Edouard – (IE IRD) Giirardi Jérémy – ( T. IRD) Thibault MarTn – (AI IRD) Axe 6 : Biomarqueurs Biotechonologies Ecotoxicologie (A. Thiery) Axe 7 : transfert des connaissances et ges%on de la biodiversité (JP Féral et S. Gachet) EQ 6.1 : Toxicologie Santé Environnement (TSE) EQ 6.2 : Biomarqueurs et Bioindicateurs EQ 6.3 : Ecotechnologies et Bioremédia%on (EB) EQ 6.4 : Biogénotoxicologie (BSHE) Villard Pierre-Henri (MC AMU) Environnementaux (BBE) Laffont-Schwob Isabelle (MC HDR AMU) Orsière Thierry (IGR 1 HDR AMU Rault Magali (MC UAPV) Courbière Blandine (MCU–PH-AMU) Belliardo Catherine – (doct) David Romain – (doct) Angel Cuapio Rafael – (doct) Henry-Benhaiem – Kehna – (doct) Gadreaud JusTne – (doct) Sakher Selmane – (doct) Carboue QuenTn – (doct) Préaubert Lise – (doct) Iskandar Samy – (doct) Jouni faTna – (doct) Ellili Ahlem – (doct) Thierry de Ville d’Avray Laure (doct) Lorquin FausTne – (doct) Castel Pierre – (Desc AMU) Artells Ester – (post-doc – AMU) Heckendroth Alma – (doct) May Phealay – (doct) Rolland Lucie – (Desc AMU) Gah Giulia – (CR – CDD CNRS) PeTt Marie-Eléonore – (doct) Roustan Audrey – (doct) Sunyac Claire – (IGR AMU Labex) Serre Sandrine – (IE – CDD CNRS) Desrousseaux Maylis – (post-doc AMU Labex) Darmograi Ganna – (post-doc AMU) Tassistro Virginie – (IGE PMV) Vouriot Pauline (IE CDD-CNRS) Verlande Maxlme – (IGE AMU Labex) Uboldi Chiara – (post-doc AMU)
24 - 28 OCTOBRE 2016 Palais du Pharo Marseille, France sfecologie2016.sciencesconf.org International Conference on Ecological Sciences 2016 5 conférenciers invités 20 thèmes principaux 14 symposia retenus 1 conférence grand public 5 sorties terrain Appel à communications 20 avril Inscription, tarif préférentiel 5 juin Inscription, tarif standard 1 juillet er sfecologie 2016 @sfe2016 6
Programme Jeudi 30 Juin 2016 Matin 8h45 : Accueil des participants et pose des posters 9h00 : Pr. Thierry Tatoni : Introduction générale, le prochain quinquennal et présentation des deux prix Christopher Augur 2016 9h15 – 10h00 : Conférence : Phenology, climate change and the na- ture conservation? - Pr. L. Patricia C. Morellato (Université São Paulo, Brésil) 10h00 – 10h15 : Pause café 10h15 – 12h 15 : Première session de présentations Session axe 4 : Ingéniérie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel Modérateur : Jean-Baptise Mazzitelli Anne Auriere, Chenot Julie, Hitomi Fujii, Cannelle Moinardeau, Christel Vidalier, Jean-Baptiste Mazzitelli Session axe 3 : Vulnérabilité des systèmes écologiques Modératrice : Coralie Jacquemin Abadie Juliet, Coralie Jacquemin Session axe 5 : Diversité et Fonctionnement : des Molécules aux Ecosystèmes Modératrice : Marie Le Croller Susana Pereira, Marie Le Croller Session axe 1 : Paléoécologie et Processus Macro-Ecologiques Modérateur : Cyril Aubert Mathilde Hervé, Cyril Aubert Session Equipe MACCHI : Métabolomique, Analyses Chimiques, CHImiométrie Modératrice : Sarah Benayad Inés Pany, Arredondo Valdes Roberto, Sarah Benayad 12h15 – 14h30 : Repas au jardin botanique 7
Jeudi 30 Juin 2016 Après-midi 14h30 – 15h15 : Conférence : Les tortues marines comme sentinelles de l’environnement – Dr Damien Chevallier (Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien, Strasbourg) 15h15 – 16h45 : Deuxième session de présentations Session axe 6 : Biomarqueurs, Biotechnologies, Ecotoxicologie et Santé Humaine Modératrice : Fanny Desbioles Marie-Eléonore Petit, Quentin Carboué, Kharbouche Barhoum, Fatina Jouni, Hamrouni Rayhane, Petit Florence, Preaubert Lise, May Phealay, Fanny Desbiolles Session axe 2 : Origine et Evolution de la biodiversité Modérateur : Arnaud Ungaro Laure Thierry de Ville d’Avray, Arnaud Ungaro 16h45 – 17h15 : Pause café – Session de posters 17h00 -17h15 : Comité d’évaluation du prix Christopher Augur de la meilleure présentation orale 17h15 - 18h00 : Cérémonie d’attribution des prix Christopher Augur 2016 8
Liste des communications Conférence Phenology, climate change and the nature conservation? L. Patricia C. Morellato Session axe 4 : Ingéniérie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel Approche multiscalaire de la distribution des végétations xériques méditerranéennes des anciennes terrasses alluviales du Rhône et de la Durance Anne Aurière Créer des pelouses méditerranéennes par des méthodes bio-inspirées : applications aux sites remaniés (carrières, décharges) et aux écotoits en bioclimat méditerranéen Julie Chenot Etude chromatographique de matériaux organiques archéologiques sous- marins Hitomi Fujii Approche multi-scalaire des impacts du pastoralisme sur les communautés végétales des digues artificielles du Rhône Cannelle Moinardeau Quels facteurs limitent l’installation de Brachypodium retusum : une espèce clé pour la restauration écologique des steppes méditerranéennes Christel Vidaller Optimisation d’extraction assistée par micro-ondes et ultrasons des anthraquinones de la garance Jean-Baptiste Mazzitelli 9
Session axe 3 : Vulnérabilité des systèmes écolo- giques Effet de l’occupation passée du sol sur la flore des forêts méditerranéennes Juliet Abadie Vulnérabilité des lacs de haute altitude au changement climatique : communautés phytoplanctoniques actuelles et modalités de réponse au réchauffement Coralie Jacquemin Session axe 5 : Diversité et Fonctionnement : des Molécules aux Ecosystèmes The effect of water stress on the soil carbon storage: a Mediterranean forest case study Susana Pereira Signature métabolomique d’une communauté benthique : relation structure et fonctionnement de la biodiversité marine Marie Le Croller Session axe 1 : Paléoécologie et Processus Macro- Ecologiques Améliorer l’aménagement du territoire au travers d’informations plus fines et de la prise en compte du futur Mathilde Hervé Reconstruction paléoclimatique au Moyen-Orient continental (Iran) durant le Tardiglaciaire et l’Holocène, basée sur les analyses des Chironomidae (Insectes-Diptères) Cyril Aubert 10
Session Equipe MACCHI : Métabolomique, Analyses Chimiques, CHImiométrie Étude métabolomique des feuilles de Moringa oleifera Lam. Mise en évidence de marqueurs pour la valorisation et le contrôle qualité de produits dérivés Inès Pany Evaluatin and development of a biotech product with inhibitory application for tomato plant pathogenic bacteria Roberto Arredondo Valdes Valorisation de plantes endémiques terrestres communes de la Polynésie française Sarah Benayad Conférence Les tortues marines comme sentinelles de l’environnement Dr Damien Chevallier Session axe 6 : Biomarqueurs, Biotechnologies, Ecotoxicologie et Santé Humaine Évaluation et optimisation d’Éco-filtres pour la protection des milieux aquatiques méditerranéens impactés par des rejets anthropiques Marie-Eléonore Petit Mise au point d’un bioréacteur de fermentation en milieu solide fonctionnant en continu pour la production de métabolites secondaires fongiques Quentin Carboué 11
Valorisation des sous-produits oléicoles par vermicompostage et compostage Barhoum Kharbouch Rôle de la synergie microbiote intestinal / vers de terre sur la contamination des sols Fatina Jouni Pysiologie de croissance et métabolisme des Trichoderma harzianum cultivés en milieux solides sous stress hydrique : Production et caractérisation des metabolites Rayhane Hamrouni Confrontation de la répartition des groupes sanguins érythrocytaires (GSE) aux données environnementales Florence Petit Reprotoxicité des nanoparticules métalliques Lise Préaubert Study of effects of co-exposure to PCBs dioxin-like and polycyclic aromatic hydrocarbons on adipocyte physiology and their consequences on the development of metabolic diseases Phealay May Développement de nouveaux tests écotoxicologiques d’exposition chronique adaptés aux pollutions à faibles concentrations Fanny Desbiolles Session axe 2 : Origine et Evolution de la biodiver- sité Quelle est la valeur des services écosystémiques fournis par les habitats coralligènes ? Laure Thierry de Ville d'Avray Etude des variations de l’expression génique induites par des perturbations environnementales dans le bassin Durancien: le modèle poisson Arnaud Ungaro 12
Excusés Comprendre le fonctionnement écologique des habitats coralligènes et construire de nouveaux indicateurs à partir d’outils génétiques pour évaluer leur bon état écologique Aurélien de Jode Myrmecochorie en Nouvelle-Calédonie : état des lieux et impact des fourmis invasives sur ce service écosystémique Maureen Le Yannou-Cateine Ecologie et impacts d’un prédateur apical introduit dans un hotspot insulaire de biodiversité. Le chat haret Felis s. catus dans l’archipel néo-calédonien Pauline Palmas 13
Résumés des communications 14
Phenology, climate change and the nature conservation? L. Patricia C. Morellato Instituto de Biociências, UNESP — Univ Estadual Paulista, Departamento de Botânica, Laboratório de Fenologia, Rio Claro, São Paulo, Brésil - patricia.morellato@gmail.com http://www.bv.fapesp.br/pt/pesquisador/2285/leonor-patricia-cerdeira-morellato/ Phenology has achieved a prominent position in current scenarios of global change research given its role in monitoring and predicting the timing of recurrent life cycle events. However, the implica- tions of phenology to environmental conservation and management remain poorly explored. Here, we present the first explicit appraisal of how phenology - a multidisciplinary science encompassing biometeorology, ecology, and evolutionary biology - can make a key contribution to contemporary conservation biology. We focus on shifts in plant phenology induced by global change, their impacts on species diversity and plant-animal interactions, and how conservation efforts could be enhanced in relation to plant resource organization. We identify the effects of phenological changes and mismatches in the maintenance and conservation of mutualistic interactions, and examine how phenological research can contribute to evaluate, manage and mitigate the consequences of land- use change and other natural and anthropogenic disturbances, such as fire, exotic and invasive species. We also identify cutting-edge tools that can improve the spatial and temporal coverage of phenological monitoring, from satellites to drones and digital cameras. We highlight the role of his- torical information in recovering long-term phenological time series, and track climate-related shifts in tropical systems. Finally, we propose a set of measures to boost the contribution of phenology to conservation science. We advocate the inclusion of phenology into predictive models integrat- ing evolutionary history to identify species groups that are either resilient or sensitive to future climate-change scenarios, and understand how phenological mismatches can affect community dynamics, ecosystem services, and conservation over time. 15
Approche multiscalaire de la distribution des végétations xériques méditerranéennes des anciennes terrasses alluviales du Rhône et de la Durance Anne Aurière - 2 ème année de thèse - anne.auriere@alumni.univ-avignon.fr Axe 4 - Equipe 4.1 - Ingénierie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel IUT d’Avignon, site Agroparc Directeurs de thèse : Thierry Dutoit (IMBE) et Frédéric Bioret (Institut de Géoarchitecture) Le paléo-delta de la Durance, ou plaine de la Crau, est un site emblématique de Provence occiden- tale où il est encore possible d’observer une très vaste étendue d’une pelouse substeppique médi- terranéenne semi-naturelle (10 500 ha). Cette végétation menacée encore appelée localement « coussoul de Crau » est pâturée depuis 6000 ans et se développe sur des fersialsols d’anciennes terrasses alluviales quaternaires, en climat méso-méditerranéen. Elle a été décrite dans les an- nées 50 comme une végétation unique correspondant à l’association de l’Asphodeletum fistulosi Molinier & Tallon 1950. Cependant, jusqu’à aujourd’hui, aucune typologie régionale des pelouses sèches méditerranéennes des anciennes terrasses alluviales duranciennes et rhodaniennes n’a été menée. La communauté végétale de la Plaine de la Crau est-elle alors toujours ausssi origi- nale lorsqu’elle est replacée dans son contexte géologique, pédologique, géomorphologique et climatique ? L’objectif de la thèse sera notamment de réaliser une approche spatialisée et une typologie pour mieux comprendre le déterminisme de la répartition des différents syntaxons et de les caractériser (écologie, floristique et dynamique de la communauté végétale). En 2015, 160 relevés phytosociologiques en pelouses sèches ont déjà été réalisés sur 12 anciennes terrasses décrites également d’un point de vue géologique, géomorphologique et pédologique. À l’aide de méthodes d’analyses statistiques multivariées, des groupes et des gradients écologiques ont été identifiés, ainsi que différents facteurs environnementaux explicatifs (substrat, sol, altitude, âges des dépôts). Une nouvelle typologie des syntaxons de pelouses sèches méditerranéennes sera ensuite proposée. La répartition des différentes végétations identifiées semble ainsi être fortement induite par le substrat, le type de sol et l’âge de la terrasse fluviatile. À terme, cette typologie per- mettra la mise en place d’une analyse paysagère et dynamique des végétations des anciennes terrasses de Provence occidentale, en faisant appel à l’approche phytosociologique dynamico- caténale et la réalisation d’une cartographie. Ces outils pourront être notamment utiles pour mieux appréhender la gestion conservatoire de milieux fortement menacés et patrimoniaux comme la RNN des Coussouls de Crau. 16
Créer des pelouses méditerranéennes par des méthodes bio-inspirées : applications aux sites remaniés (carrières, décharges) et aux écotoits en bioclimat méditerranéen Julie Chenot – 1ère année de thèse – chenot.julie@gmail.com Axe 4 : EQ 4.1 : Ingénierie de la Restauration des Patrimoines Naturels et Culturels (IRPNC) IUT d’Avignon, site Agroparc Directeurs de thèse : Thierry Dutoit et Elise Buisson (IMBE) - Renaud Jaunâtre (IRSTEA) Cette thèse CIFRE en collaboration avec la société Gagneraud construction, vise à mettre au point des techniques de restauration de carrières sèches alluvionnaires après exploitation et de création d’écotoits permettant d’initier et de maintenir durablement la dynamique de pelouses méditerra- néennes riches en espèces végétales selon des processus bio-inspirés du fonctionnement des communautés végétales naturelles de la plaine de La Crau dans les Bouches-du-Rhône, France. Ces techniques devront être transposables non seulement à des sites nécessitant une réhabilita- tion ou restauration mais aussi pour la création « d’écotoits » horizontaux de bâtiments publics ou privés initialement recouverts d’une couche de galets en bioclimat méditerranéen strict des plaines littorales. L’aspect innovant est basé sur la création de mélanges de terres fines et d’éléments grossiers (galets de toutes tailles) permettant le maintien sans interventions (ni arrosage, ni désherbage mécanique ou chimique) de communautés végétales de type pelouse sèche méditerranéenne sub- steppique particulièrement riches en espèces végétales (jusqu’à 70 par m²) qui seront semées ou inoculées (mélangées en forte concentration dans un peu de sol) au moment de la mise en place des substrats créés. 17
Etude chromatographique de matériaux organiques archéologiques sous-marins Hitomi Fujii - 2ème année de thèse - hitomi.fujii@alumini.univ-avignon.fr Axe 4 - Equipe 4.1 - Ingénierie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel Université d’Avignon, UFR-ip STS - Campus Jean-Henri Fabre Directrices de thèse : Cathy Vieillescazes et Carole Mathe Figure1 : Remise les amphores du Grand Congloué 2 au Fort Saint-Jean Notre laboratoire est spécialisé dans la chimie appliquée à l’Art et à l’Archéologie et s’ouvre actuel- lement vers une nouvelle thématique de recherche portant sur l’étude d’objets sous-marins et sub-aquatiques. L’étude d’extraits d’échantillons archéologiques est souvent un défi pour le chimiste du fait du nombre important de classes de composés présents et de l’apparition fréquente de produits de dégradation. Ce travail de recherche se concentre sur la caractérisation de matériaux résineux situés sur les surfaces internes des amphores romaines et sur leurs contenues. Nos échantillons sont venus de l’épave du Grand Congloué 2 dans la baie de Marseille. En 1952, le commandant Cousteau et son équipe ont mené une recherche sur le Grand Congloué 2 avec professeur Fernand Benoit (directeur des antiquités de Provence). Ils ont trouvé plus de mille amphores romaines datant de la fin du IIème siècle ou du début du Ier siècle ap. J.-C. Des études récentes ont définitivement montré que ces amphores étaient de Cosa en Étrurie, l’actuelle région de Toscane. Dans cette thèse, les amphores du Grand Congloué 2 ont été analysée par spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (IR-TF) et par Chromatographie en Phase Gazeuse cou- plée à un Spectromètre de Masse (CPG-SM) pour déterminer la nature organique du revêtement employé pour étanchéifier l’amphore et les contenues. 18
Approche multi-scalaire des impacts du pastoralisme sur les communautés végétales des digues artificielles du Rhône Cannelle Moinardeau - 2ème année de thèse - cannelle.moinardeau@imbe.fr Axe 4 - Equipe 4.1 - Ingénierie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel IUT Avignon Directeurs de thèse : Thierry Dutoit (IMBE) et François Mesléard (Tour du Valat) Les impacts positifs de certaines pratiques pastorales sur les communautés végétales herbacées ont déjà été largement démontrés. Cependant, peu de données existent pour comparer des sys- tèmes employant diverses espèces d’herbivores à différents niveaux d’organisation des assem- bages de plantes (communautés, patchs, paysage) notamment dans des contextes industriels. Cette thèse a pour objectif de caracté- riser les impacts de différents types de pâturage sur les communautés végé- tales des digues et berges du Rhône, au niveau de la réserve de Donzère- Mondragon (Vaucluse-Drôme), espace géré par l’Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage sur la concession de la Compagnie Nationale du Rhône. Plantées dans les années 1950 avec des arbres ornementaux, les digues du Rhône ont été naturellement colonisées par une flore et une faune diversifiée comprenant la présence d’espèces à forte valeur patrimoniale. L’obligation de répéter le débrous- saillage mécanique, pour des raisons sécuritaires, pose cependant le problème de la pérennité de cette biodiversité. C’est pourquoi, afin de restaurer l’hétérogénéité spatiale et limiter l’embroussail- lement, différents types de pâturage ont été mis en place depuis les années 2000. Entre 2014 et 2016, des suivis de végétation dans des quadrats permanents ont été réalisés pour mesurer les effets des différents traitements de restauration incluant (1) le débroussaillage méca- nique avec ou sans pâturage caprin, (2) le pâturage équin et (3) le pâturage bovin avec ou sans débroussaillage mécanique. Les premiers résultats montrent que le pâturage à entrainé une aug- mentation significative de l’hétérogénéité des communautés végétales (diversité β) ainsi qu’une modification de la composition floristique en faveur de certaines espèces annuelles inféodées aux pelouses sèches siliceuses. Cette présence n’a pas eu, jusqu’à cette année d’effet positif sur la richesse en espèces (diversité α). Des pressions de pâturage inappropriées et/ou la relative jeu- nesse des systèmes de gestion en place sont deux hypothèses pour expliquer ce dernier résultat. L’organisation spatiale et la dynamique temporelle des communautés identifiables sous forme de faciès de végétation ou ‘patches’ ont également été mesurées, via des campagnes de photogra- phies aériennes à forte résolution spatiale durant la période de pâturage. Les premiers résultats montrent un impact significatif du pâturage sur la densité foliaire des formations végétales révélé par la mesure de l’indice de végétation par différence normalisé (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI). Il reste maintenant à relier les différentes pressions de pâturage mesurées à la com- position et à l’organisation des communautés végétales identifiées sur le terrain. Des suivis à long terme devraient optimiser le pilotage des troupeaux. 19
Quels facteurs limitent l’installation de Brachypodium retusum : une espèce clé pour la restauration écologique des steppes méditerranéennes Christel Vidaller - 1ère année de thèse - christel.vidaller@imbe.fr Axe 4 - Equipe 4.1 - Ingénierie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel Université d’Avignon - Campus Jean Henri Favre, Site IUT Directeurs de thèse : Armin Bischoff et Thierry Dutoit La restauration écologique des steppes méditer- ranéennes est particulièrement lente car certaines espèces clés ne s’y installent pas facilement. Dans la plaine de La Crau (Bouches-du-Rhône), le bra- chypode rameux (Brachypodium retusum) est l’es- pèce dominante de la steppe pâturée traditionnelle- ment depuis des millénaires. Plusieurs opérations expérimentales de restauration antérieures n’ont cependant pas permis sa réinstallation. Le projet proposé a pour objectif d’identifier les causes de cette mauvaise installation dans le but d’améliorer l’efficacité des opérations de restaura- tion futures. La dispersion de graines est un pro- Brachypodium retusum cessus clé qui limite souvent la réinstallation des espèces végétales. La capacité de dispersion est analysée in situ pour évaluer sa vitesse de migration. Des études spécifiques sont également réalisées afin de tester l’efficacité des vecteurs principaux (vent, animaux). La deuxième partie de la thèse consiste en une analyse des facteurs environnementaux qui limitent l’installation et la performance de l’espèce. L’effet du pâturage, de l’humidité et du feu sont testés sur les populations semées et autochtones. La troisième partie consiste en une étude de la différenciation entre populations et leur adaptation locale comme fac- teurs qui pourraient expliquer la mauvaise installation sur la Crau. Les tests en « jardin commun » sont utilisés pour évaluer la structuration génétique dans le sud de la France et leur adaptation spécifique aux facteurs environnementaux cités. Ce projet de thèse s’inscrit ainsi dans un contexte d’intégration des approches écologiques, évolutives et génétiques à l’échelle des populations et des communautés végétales pour améliorer nos connaissances sur des mécanismes clés en éco- logie végétale. Il s’agit aussi de rechercher des solutions pour les problèmes souvent rencontrés dans les projets de restauration écologique par rapport à la réinstallation de certaines espèces dans les écosystèmes détruits ou dégradés. 20
Optimisation d’extraction assistée par micro-ondes et ultrasons des anthraquinones de la garance Jean-Baptiste Mazzitelli - 2ème année - jean-baptiste.mazzitelli@alumni.univ-avignon.fr Axe 4 - Equipe 4.1 - Ingénierie de la Restauration des Patrimoines Naturel et Culturel Université d’Avignon - Campus Jean-Henri Fabre, site UFR ip-STS Directrices de thèse : Cathy Vieillescazes et Carole Mathe La garance des teinturiers (Rubia tinctorum) est une plante tinctoriale qui a eu une impor- tance économique et culturelle considérable pour le territoire du Vaucluse aux XVIII et XIXème siècles. Après être tombée en désuétude avec le dévelop- pement des colorants synthé- tiques, elle suscite à nouveau de l’intérêt notamment auprès des acteurs de l’industrie textile qui cherchent à répondre à une demande croissante de la part des consommateurs pour des vêtements plus « naturels ». Ce projet de thèse s’inscrit donc dans ce contexte à travers l’étude de différents procédés d’extraction utilisant des tech- niques novatrices telles que les ultrasons et les micro-ondes afin d’optimiser les rendements d’extraction en molécules colorantes sans les dénaturer. Ces deux techniques d’extraction sont basées sur les propriétés physico-chimiques des solvants. Il est im- portant de cibler des solvants alternatifs ayant un faible impact environnemental et permettant une extraction optimale de composés d’intérêts afin de s’inscrire pleinement dans une démarche chimie verte. La technique séparative par Chromatographie Liquide à Haute Performance (CLHP) est employée pour caractériser les molécules colorantes et les conditions analytiques doivent être optimisées afin de réaliser l’étude qualitative et quantitative de ces dérivés anthraquinoniques. L’étude de différents paramètres d’extraction tels que la composition en solvant, la durée, la tempé- rature selon les techniques ultrasoniques ou micro-ondes permettent de réduire l’impact environ- nemental des techniques d’extraction des colorants contenus dans les racines de garance. En effet, l’utilisation d’un réacteur à micro-ondes permet d’augmenter les rendements d’extraction de +8% en primévéroside de lucidine et de +8% en acide rubérythrique comparativement à une technique de référence (le reflux d’un mélange méthanol/eau (80:20) pour une durée de 1 heure). L’alizarine, le composé d’intérêt principal, conserve un rendement d’extraction optimal; quant à la purpurine, elle se trouve augmentée de +13,8%. La technologie micro-ondes optimise l’extraction des anthraquinones en présence d’un solvant alternatif. La réduction du temps d’extraction, des coûts énergétiques, et l’utilisation d’un solvant « vert » limitent l’impact environnemental de la technique d’extraction. 21
Effet de l’occupation passée du sol sur la flore des forêts méditerranéennes Juliet Abadie – 2ème année de thèse – juliet.abadie@imbe.fr Axe 3 – EQ 3.1 : Ecologie de la Conservation et Interactions Biotiques (ECIB) IRSTEA Aix-en-Provence, Le Tholonet - Directeur de thèse : Thierry Tatoni (IMBE) - Encadrants: Laurent Bergès (IRSTEA) et Catherine Avon (chercheur ind.) Au cours des vingt dernières années, plusieurs travaux ont souligné l’im- portance d’inclure une approche his- torique dans les études écologiques, notamment en milieu forestier. En région tempérée, il a été montré que la flore forestière varie selon la continuité temporelle de l’état boisé. Cette différence est le fruit d’une modification de l’habitat forestier par les usages passés, mais elle est éga- lement conditionnée par la capacité de colonisation des espèces végé- tales. En région méditerranéenne, l’influence de l’occupation passée du sol sur la composition floristique actuelle n’a pas été démontrée. Notre Forêt récemment établie sur une ancienne culture sur restanques (PNR Luberon) objectif est ici de tester les diffé- rences écologiques entre forêts ayant une histoire différente (usage passé forestier, pastoral ou cultural) en région méditerranéenne, à travers une étude de la flore et des caractéristiques physico-chimiques des sols. Au sein du ter- ritoire du Parc Naturel Régional du Luberon (PNRL), cent placettes ont ainsi été mises en place, dans lesquelles des relevés floristiques et des prélèvements de sol ont été effectués. Une analyse à l’échelle des communautés et par espèce, ainsi que des analyses des sols ont été menées pour tester les différences selon l’usage passé. Cette étude permettra de mieux connaître le rôle de l’ancienneté de l’état boisé et des usages passés sur la dynamique de la végétation et des sols des forêts méditerranéennes, et d’en comparer les résultats à d’autres contextes biogéographiques et sociologiques. 22
Vulnérabilité des lacs de haute altitude au changement climatique : communautés phytoplanctoniques actuelles et modalités de réponse au réchauffement Coralie Jacquemin – 2ème année de thèse – coralie.jacquemin@imbe.fr Axe 3 - EQ 3.2 : Ecologie des Eaux Continentales (EEC) Campus Etoile, Faculté St Jérôme Directeurs et encadrants de thèse : Evelyne Franquet, Céline Bertrand & Laurent Cavalli Situés au-delà de la limite supérieure des forêts (> 1800m), les lacs de haute altitude sont des écosystèmes caractérisés par de fortes contraintes environnementales et des réseaux trophiques simplifiés. Les enjeux de protection sont forts sur ces milieux en raison des nombreux services écosys- témiques qu’ils assurent et du symbole de naturalité qu’ils véhiculent. Généralement isolés des activités humaines, ils constituent de véritables témoins ou « sentinelles » des changements globaux. Le développement des algues planc- toniques (phytoplancton) est une trajectoire potentielle qui préoccupe à la fois les gestionnaires (enjeu de verdisse- ment) et les scientifiques (enjeu de bioindication). Par leur difficulté d’accès, les effets du réchauffement climatique sur les communautés biologiques et les processus biogéochi- miques sont encore peu connus en lac de haute altitude. Les bioindicateurs actuellement utilisés pour le suivi de l’état des eaux ne permettent pas de caractériser le fonctionne- ment de ces écosystèmes particuliers ni leurs réponses au réchauffement. Ce travail de thèse vise à mieux comprendre Exemple de quelques taxons phytoplanctoniques rencontrés en lac de haute altitude l’influence des facteurs locaux et globaux sur les communau- tés phytoplanctoniques actuelles, et à identifier les modalités de réponse de ces dernières au réchauffement climatique. Il se base sur des données récoltées sur des lacs de la chaine alpine française, au sein du parc national des Ecrins, du parc naturel régional du Queyras et du parc national du Mercantour, plus proche de la Méditerranée. Le phytoplancton actuel est appréhendé à partir d’un jeu de données à large échelle spatiale (35 lacs) et d’un suivi effectué sur un nombre restreint de lacs au cours de l’été 2015 (8 lacs). Les modalités de réponse au réchauffement sont quant à elles abordées par l’exploitation de séries pluriannuelles de données, et par des expéri- mentations en conditions contrôlées réalisées sur des communautés phytoplanctoniques fréquem- ment rencontrées en lacs de haute altitude. L’ensemble de la démarche de la thèse vise à identifier les paramètres qui orientent les lacs de haute altitude vers une trajectoire de verdissement dans un contexte de réchauffement climatique. A terme, ce travail a l’ambition de dégager des potentiels de vulnérabilité des lacs, ainsi que des leviers de gestion permettant d’assurer les services écosysté- miques prioritaires sur ces milieux. 23
The effect of water stress on the soil carbon storage: a Mediterranean forest case study Susana Pereira – 2ème année de thèse – susana.pereira@imbe.fr Axe 5 - EQ 5.1 : Diversité et Fonctionnement : des Molécules aux Ecosystèmes Campus Saint-Charles Directrices et encadrant de thèse : Virginie Baldy, Catherine Fernandez, Thierry Gaucquelin Oak observatory at the “Observatoire de Haute Provence” (O3HP) Soil is one of the main terrestrial climatic buffers, either by being the source of the CO2 emis- sion to the atmosphere or functioning as a reservoir of carbon. Recent climatic models predict for Mediterranean region an increase of the temperature (2 to 5ºC) and a reduction in rainfall events (up to -30%) and changes in its patterns, until the end of this century. As result, not only the water deficit during summer period will be intensified but also extended, aggravating the water stress in forest, with important consequences for wood and litter production, litter decomposition and then carbon storage. In here, we assess the storage capacity of 3 main Mediterranean forests equiped with a rain exclusion device in the south of France: downy oak (Quercus pubescens) in Observatory Haute Provence, holm oak (Quercus ilex) in Puechabon and pine forest (Pinus halepensis) in Fontblanche. In order to evaluate the effects of rainfall reduction on soil carbon storage we took 15 random soil samples (12 cm depth) from each plot (control and rain exclusion) for each forest site. Our results showed that there are significant differences between different soil layers (OL, A, S) but there aren’t between treatments, meaning that the reduction of rain projected by the models might not have a great influence in soil carbon storage for these 3 forest types, at least for a period of 31 years (oldest rainfall exclusion tested, in Puechabon forest ). 24
Signature métabolomique d’une communauté benthique : relation structure et fonctionnement de la biodiversité marine Marie Le Croller – 1 ère année de thèse – marie.lecroller@imbe.fr Axe 5 - EQ 5.1 : Diversité et Fonctionnement : des Molécules aux Ecosystèmes Site : Station Marine d’Endoume Co-directeurs de thèse : Thierry Pérez (IMBE) & Olivier P. Thomas (NUI Galway, Ireland) La médiation chimique en milieu marin joue proba- blement un rôle majeur dans la structuration et le fonctionnement des écosystèmes marins, mais elle reste large- ment inexplorée par la recherche en écologie. Les éponges sont des organismes qui dominent de nombreux écosys- tèmes marins, et qui sont aussi connus pour produire une chimiodiversité parmi les plus impor- tantes du monde vivant. La quasi-totalité des études en écologie chimique des éponges a porté sur leurs propriétés toxiques ou défensives vis-à-vis de compétiteurs ou de prédateurs, occultant vraisemblablement les processus de médiation chimique à distance existant entre les communau- tés d’éponges et les communautés associées d’organismes mobiles. Mon travail de thèse consiste à étudier le rôle du paysage chimique constitué par des communau- tés d’éponges sur la structuration et le fonctionnement d’écosystèmes benthiques en combinant analyses métabolomiques et tests d’écologie comportementale. Les différents objectifs de ce tra- vail sont de caractériser la signature de l’exo-métabolome de différentes communautés d’éponges, d’évaluer in situ leur variabilité et leur spécificité, d’étudier les processus de médiation associés à ces signatures chimiques et de mesurer l’impact d’un changement de biodiversité sur ces pro- cessus. La grotte sous-marine est le modèle d’écosystème choisi pour cette étude car les communautés benthiques y sont très stables et dominées par des éponges, et la variabilité des conditions abio- tiques y est tamponnée par rapport à la mer ouverte. L’exo-métabolome sera étudié à travers des eaux de mer conditionnées en laboratoire par des éponges cavernicoles, des eaux prélevées in situ ou encore le déploiement de « cloches » permettant de capter in situ les composés libérés par les communautés d’éponges. On étudiera la variabilité et la spécificité du paysage chimique de différentes communautés d’éponges, et l’on couplera leur caractérisation à des tests de choix permettant d’enregistrer les réponses comportementales de petits invertébrés mobiles vis-à-vis de ces paysages chimiques. 25
Améliorer l’aménagement du territoire au travers d’informations plus fines et de la prise en compte du futur Mathilde Hervé – 2ème année de thèse – mathilde.herve@imbe.fr Axe 1 - EQ 1.2 – Macroécologie et Biogéographie des Changements Globaux (MacroBio) Campus Aix - Europôle de l’Arbois Directeurs et encadrants de thèse : Thierry Tatoni et Cécile Albert De nombreuses méthodologies sont utilisées pour produire des cartes d’enjeux de conservation de la biodiversité à différentes échelles. Certaines ont des applications concrètes dans le cadre Schéma explicatif de la méthodologie utilisée pour calculer des enjeux de conservation pour la région PACA de divers programmes comme la Trame Verte et Bleue. Après avoir réalisé un test de sensibilité, nous avons constaté que la méthode utilisée dans le sud de la France, pour la construction du Schéma Régional de Cohérence Ecologique, était sensible à certains paramètres d’entrée. Cela nous permet de développer quelques pistes de réflexion sur la façon d’utiliser certaines données pour affiner le diagnostic. Par ailleurs, dans le contexte des changements globaux, il nous parait essentiel d’inclure un aspect de dynamique temporelle à cette méthode. Ainsi, à partir de la combinaisons de plusieurs scé- narios, technologiques et co-construits avec les acteurs du territoires, nous pourrions proposer une analyse des changements futurs de l’utilisation des sols et plus largement des enjeux futurs d’aménagement du territoire. 26
Reconstruction paléoclimatique au Moyen-Orient continental (Iran) durant le Tardiglaciaire et l’Holocène, basée sur les analyses des Chironomidae (Insectes-Diptères) Cyril Aubert – 1ère année de thèse – cyril.aubert@imbe.fr Axe 1 - EQ 1.1 : Paléoenvironement et Paléoécologie (P&P) Campus Aix - Europôle de l’Arbois Directeurs de thèse : Philippe Ponel, Emmanuel Gandouin et Morteza Djamali L’Iran et d’une manière générale le Moyen-Orient sont des zones peu étudiées d’un point de vue paléo-écologique. Pourtant, l’Iran est une zone géographique de grand interêt pour la compréhen- sion des climats passés et présents. En effet, l’Iran est un carrefour climatique où surviennent des interactions complexes entre les Westerlies Nord-Atlantique, les Moussons de l’Océan Indien et l’ Anticyclone Siberien. De plus, l’Iran est également un carrefour biogéographique entre les do- maines Saharo-Sindien, Euro-Siberien et Irano-Touranien, mais aussi l’un des berceaux des civli- sations humaines. Il est alors possible à partir d’approches intégratives multidisciplinaires d’étudier les relations existantes entre le climat les écosystèmes et l’homme. Le but de ce projet de thèse est de reconstruire à partir de séquences sédimentaires d’Iran les variations climatiques ayant eu lieu depuis le Tardiglaciaire il y a 15 000 ans, jusqu’à aujourd’hui. Pour cela, le projet s’appuie principalement sur l’analyse des restes subfossiles de Chironomidae (Insectes, Diptères). Ces insectes sont habituellement reconnus comme d’excellents indicateurs biologiques pour reconstruire les conditions hydroclimatiques du passé, puisqu’ils sont très sen- sibles aux variations de température estivale, de niveau lacustre, d’oxygénation et de degré tro- phique des eaux. Les données produites sont ensuite directement comparables aux données polliniques et géochi- miques menées en parallèle afin de comparer entre eux les principaux compartiments de l’écosys- tème depuis le bassin versant jusqu’au milieu aquatique sensu stricto. Cette approche intégrative permet le découplage des forçages locaux des forçages régionaux, voire globaux. Plusieurs sites dans la partie Ouest de l’Iran seront étudiés sur un gradient Nord-Sud permettant de comparer les conditions hydro-climatiques de zones géographiques à influences climatiques différentes : westerlies nord-atlantique au Nord et moussons assiatiques au Sud. Les sites retenus sont le lac Neor (NW Iran), la tourbière de Faroogh (SW Iran près de Persépolis) et le lac Arjan (SW Iran). Chaque site a un début de remplissage sédimentaire daté autour de 15 000 cal. BP. Nous présenterons ici les résultats préliminiaires du lac Neor. Les assemblages de Chironomidae ont permis de détecter plusieurs phases marquées d’assèchement estival, probablement liées à des modifications dans la saisonnalité des précipitations régionales. Ces résultats sont notamment en accord avec les données polliniques et expliquent entre autre le retard dans la recolonisation forestière postglaciaire constaté sur le Moyen Orient continental. 27
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