Cécile Serbource soutiendra devant le jury composé de :

RÉSUMÉ

Les sols cultivés sont sous la double influence des pratiques agricoles et des changements climatiques. Les pratiques conventionnelles (utilisation d’intrants chimiques, labour) ont compromis la santé des sols et leur capacité à fournir des services écosystémiques essentiels. Dans le cadre de la transition agroécologique, les organismes « ingénieurs des sols » comme les vers de terre ou les enchytréides peuvent être utilisés comme levier pour soutenir la santé des sols et offrent des opportunités pour renforcer la résilience des écosystèmes face aux changements climatiques. Ce travail de thèse explore l'action des enchytréides dans le sol et fournit des informations sur leurs interactions avec les facteurs biotiques et abiotiques du milieu en répondant à plusieurs questions spécifiques : (1) Les enchytréides présentent-ils une sensibilité différente de celle des vers de terre face aux facteurs environnementaux de stress ? (2) Quel est l’impact de leur activité de bioturbation sur la porosité du sol ? (3) Peut-on déterminer un seuil de dessiccation du sol à partir duquel leur cycle de vie et leur comportement sont affectés ? (4) Comment peut-on quantifier l’impact des enchytréides sur les propriétés hydrodynamiques des sols ?

Le premier chapitre contextualise les travaux de thèse en présentant un état de l'art sur les enchytréides et les axes de recherche explorés.

Dans le deuxième chapitre, une étude bibliographique quantitative (méta-analyse) permet de comparer la sensibilité des vers de terre et des enchytréides face à divers facteurs de stress environnementaux. Ces deux groupes ont des rôles fonctionnels proches mais à des échelles spatiales différentes dans les sols. Leurs sensibilités aux facteurs du milieu influencent les processus biologiques et, par conséquent, le fonctionnement du sol. Cette analyse révèle que ces deux groupes d’organismes ont des sensibilités comparables, quels que soient l’espèce ou le type de stress.

Le troisième chapitre présente la réponse de l’espèce modèle d’enchytréide Enchytraeus albidus à un stress hydrique. En conditions optimales d’humidité (>20 % teneur en eau massique du sol), la survie, l’alimentation et la reproduction sont maximales. Dès 16 %, l’alimentation diminue, et à partir de 12 %, des effets délétères sévères apparaissent, notamment sur la survie et la reproduction, ainsi que sur la teneur en eau des animaux.

Le quatrième chapitre est divisé en deux sections. La section 1 est consacrée à l’étude de l'impact des activités de bioturbation de deux espèces d’enchytréides, Enchytraeus albidus et Enchytraeus crypticus, sur la porosité du sol à l’aide d’images acquises par microtomographie à rayons X. Dans cette expérimentation, les enchytréides ont eu un effet modéré sur le volume total de pores, mais leur présence et leur activité a augmenté la connectivité du réseau poral. De plus, la distribution de taille de pores a été homogénéisée autour du diamètre des animaux étudiés (250–550 μm). Ces modifications des caractéristiques de l’espace poral sont susceptibles d’influencer les écoulements et la rétention de l’eau dans les sols. La seconde section de ce chapitre présente un protocole visant à étudier les impacts de l'activité bioturbatrice des enchytréides sur les propriétés hydrologiques du sol. Ce chapitre inclut un plan expérimental détaillé, qui utilise des colonnes de sol et des simulations de pluie avec l'injection de traceurs isotopiques. Les résultats des colonnes témoins sans enchytréides sont présentés et utilisés pour discuter des limites du protocole et de l’approche.

Ce travail de thèse contribue à une meilleure compréhension du rôle des enchytréides en tant que bioindicateur et ingénieurs du sol. Les enchytréides se révèlent être des bioindicateurs significatifs, jouant un rôle essentiel dans la transition agroécologique en fournissant des informations essentielles sur les changements de gestion du sol et en soutenant des pratiques agricoles durables.

Mots-clés : Agroécologie – Enchytréides – Bioturbation – Microtomographie à rayons X – Stress climatique – Infiltration en eau