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MEA (Micro-Environnement et Arbre)

Responsable : Philippe MALAGOLI

Personnel

Proposition de M2 :

Stage équipe MEA

Le projet de l’équipe ‘Micro-Environnement et Arbre’ (MEA) vise à étudier les interactions entre le fonctionnement de l’arbre, son environnement thermique, lumineux ou minéral et son architecture. Plus spécifiquement, les fonctions biologiques étudiées le sont en prenant en compte autant que possible les fluctuations de l’environnement. Elles se rapportent principalement à l’acquisition et la gestion des ressources carbonées et azotées et leurs interactions. Les variables physiques caractérisant l’environnement sont nombreuses mais l’équipe se focalise sur la température et plus spécifiquement sur la température des organes par opposition à la température de l’air. En effet, la température est l’un des principaux facteurs qui affecte les activités métaboliques et les réponses fonctionnelles, et qui intègre les différentes composantes du microclimat. Elle constitue donc une variable physique clef qui relie bien l’environnement et le fonctionnement du végétal.

Pour remplir cet objectif, deux axes de recherche sont visés :

1. Le premier concerne la caractérisation et la modélisation des réponses fonctionnelles à l’échelle des organes en lien avec leur température. Il s’agit de comprendre les processus physiques (bilan thermique, changement de phase) qui conduisent à l’apparition des températures extrêmes (chaudes ou gélives) et de caractériser dans ces conditions non optimales les réponses fonctionnelles (échanges gazeux, photosynthèse, respiration, flux d’eau, acquisition azote, mobilisation des réserves) des feuilles et des parties ligneuses. L’occurrence des températures extrêmes est généralement liée à des déséquilibres (transitoires) entre apports et pertes d’énergie. Une attention particulière est donc portée à la caractérisation des processus aux temps courts (infra-horaire) et à l’impact de la prise en compte de ces états transitoires, par rapport à la seule prise en compte d’états stationnaires, sur les réponses physiologiques à plus long terme (jour, mois, année).

2. Le deuxième axe s’attache à expliciter la dynamique spatio-temporelle de ces réponses en lien avec la variabilité spatiale (architecture 3D) de l’arbre et les fluctuations de l’environnement. Plus particulièrement l’objectif est de caractériser les interactions entre l’architecture fonctionnelle : acquisition des ressources (assimilation photosynthétique, absorption azotée) ; leurs allocations (croissance, réserves, respiration) associant les transports à longue distance (flux couplés eau/carbone) ; et le microclimat à l’échelle des organes.

        Afin de relier ces 2 axes, une approche ascendante (du local au global) qui consiste à intégrer à l'échelle du couvert les réponses fonctionnelles à l'échelle des organes est privilégiée. Outre les aspects de modélisation (RATP, RReShar, température d'organe, modèles de formation de glace), les travaux sont également abordés à travers des approches expérimentales allant de la mesure architecturale (numérisation, LiDar terrestre) à la caractérisation des processus (marquage 15N, acoustique, analyse biochimique) et environnementale (lumière, température, minéraux).

L’équipe MEA aborde ses actions de recherche sur des enjeux ciblés concernant plus spécifiquement :

-      la gestion des bioagresseurs via la modification de l’architecture et l’induction du système de défense des plantes (SDP) et la prédiction de leurs développements sous un climat changeant sur des pathosystèmes bien définis et suffisamment génériques : Hévéa-Corynespora, pommier/tavelure, pommier/mineuse marbrée.

-       la vulnérabilité des systèmes arborés au changement climatique, le phénotypage et l’explicitation des mécanismes de réponses des arbres aux températures extrêmes sont également visés, notamment sur l’acclimatation au froid des arbres où nous contribuons à la sélection variétale pour adapter nos systèmes de production au risque de gels (gels d’automne et gels printaniers).

-      la vulnérabilité des villes au changement climatique (îlot de chaleur urbain) et les leviers d’adaptation sont abordés via l’étude du rôle des arbres en fonction de leurs états physiologiques et de leurs gestions (ex. conduites architecturales et types de plantation (ombrage vs transpiration) sur le climat thermique urbain.