Soutenance de thèse Bertille LOISEAU

Résumé
Les forêts recouvrent près d'un tiers des terres émergées de la Terre et jouent un rôle central dans les cycles du carbone, de l'eau et de l’énergie. Cependant, leur avenir est incertain face au changement climatique qui aggrave les problèmes de sécheresses en augmentant leur fréquence et leur intensité dans de nombreuses régions du monde, notamment en région Méditerranée. La disponibilité de l’eau dans le sol et son accessibilité par les arbres est un facteur clé qui régule la transpiration, la production de biomasse et la distribution des espèces végétales dans les écosystèmes. La caractérisation des ressources en eau dans le sol et de la dynamique du prélèvement d’eau par les arbres apparaît essentielle pour améliorer notre compréhension du fonctionnement des écosystèmes forestiers. Cette thèse a pour objectif général de coupler la géophysique à des méthodes écophysiologiques pour mieux quantifier la dynamique des prélèvements de l’eau en forêt.
Le premier chapitre de cette thèse vise à offrir une synthèse sur l'utilisation de la géophysique en contexte forestier et de son apport. Le deuxième chapitre consiste à développer une méthodologie de traitement des données de tomographie de résistivité électrique (ERT) afin de mieux quantifier les flux d’eau dans le sol. La méthode développée permet de convertir les données d’ERT en teneur en eau selon une approche d’ensemble. Le troisième chapitre consiste à étudier la dynamique de la teneur en eau dans le sol en lien avec la végétation. Pour ce faire, des mesures d’ERT ont été réalisées pour suivre la dynamique de l’eau dans le sol associés à un suivi des flux de sève pour observer la dynamique de transpiration des arbres. Ces travaux ont été réalisés sur deux sites forestiers méditerranéens en France : l'observatoire du Larzac et la forêt de Font-Blanche. Un site additionnel non forestier a été utilisé pour valider la méthode proposée en contexte agricole : la parcelle “lysimètre” de l’INRAE d'Avignon.
Cette thèse met en évidence le potentiel des méthodes géophysiques pour enrichir les études d’écologie forestière et leur complémentarité avec les approches traditionnelles. Les résultats soulignent l’efficacité de l’ERT pour suivre la dynamique de l’eau dans les sous-sols forestiers qui sont souvent hétérogènes. Grâce à la méthode EA-ERT développée, des données quantitatives de teneur en eau ont été obtenues avec des erreurs relativement faibles comparées aux données mesurées avec des sondes d’humidité. La comparaison des variations du stock d’eau issues de l’ERT et la transpiration mesurée ou l’évapotranspiration modélisée via une approche de bilan hydrique, a montré la capacité de l’ERT à capter l’hétérogénéité temporelle et spatiale des flux évapotranspirés. L’approche multidisciplinaire de cette thèse, qui combine l’hydrogéophysique et l’écohydrologie, ouvre la voie à une meilleure quantification des flux d’eau et, à terme, au développement d’outils pour leur spatialisation. Ce travail contribuera à une meilleure compréhension du fonctionnement et de l’évolution des forêts, et notamment de l’impact des sécheresses sur ces écosystèmes.

Membres du jury :

• Konstantinos Chalikakis – PR, Avignon Université, UMR EMMAH – Rapporteur
• Lionel Jarlan – DR, IRD, UMR CESBIO – Rapporteur
• Nolwenn Lesparre – CR, CNRS, UMR ITES – Examinatrice
• Isabelle Maréchaux – CR, INRAE, UMR AMAP – Examinatrice
• Agnès Ducharne – PR, Sorbonne Université – Examinatrice
• Simon Carrière – MC, Sorbonne Université, UMR METIS – Directeur de thèse
• Damien Jougnot – DR, CNRS, UMR METIS – Co-directeur de thèse
• Nicolas Martin – CR, INRAE, URFM – Co-encadrant – Invité