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Sol Agro et Hydrosystème Spatialisation

Umr sas

Axe Processus

Axe PROCESSUS : cycles et flux des éléments chimiques dans les agroécosystèmes

Les objectifs

L’axe 1 aborde les questions de compréhension et modélisation des processus gouvernant le cycle de l'eau et des éléments chimiques (émission, stockage, recyclage), et leurs interactions dans différents agrosystèmes, en particulier dans les régions d’élevage intensif ; du local au paysage ;

  • Renforcer l’approche multiélément et pluri-compartiment : cycles CNP dans les sols, les eaux, les systèmes agricoles, les filières de recyclage d’effluents 
  • Renforcer  les approches transdisciplinaires en s’appuyant sur les outils de l’unité

 

  • Améliorer les méthodes d’observation et adapter les modèles pour boucler les cycles (eau, C, N, P) sous la dépendance du climat, de l’agriculture et de l’organisation du paysage ;
  • Améliorer le couplage des processus impliquant le compartiment biologique (biologique-physique-biotechnique, hydro-biogéochimie)

 

Les travaux de l’axe 1, en s’intéressant entre autre aux processus liés aux services de régulation (hydrique, climatique,..) et d’approvisionnement rendus par les agrosystèmes, s’articulent avec le chantier transversal « Services écosytémiques ».

Les Compétences

Hydrologie, hydrochimie, bioclimatologie, agronomie, sciences du sol, agronomie des systèmes de culture, écologie, cartographie.

Les thèmes de recherche

  • Les processus de transfert dans les bassins versants à nappe peu profonde : processus et spatialisation de la recharge de la nappe peu profonde, dynamique physique et chimique des nappes, modélisation des voies et des temps de transfert de l’eau et des éléments chimiques.
  • La caractérisation fonctionnelle des structures paysagères, notamment entre versant et écosystème aquatique (zone humide, haie de ceinture de fond de vallée, corridor fluvial), tant à l’échelle locale qu’à celle du bassin versant où se décrivent réseaux et mosaïques paysagères, en vue de déterminer leur rôle régulateur dans les transferts d’eau et de pollution.
  • La cascade de l’azote depuis les pratiques agricoles jusqu’à la circulation dans les cours d’eau et les émissions gazeuses, les dynamiques associées de certains éléments connexes (phosphore, carbone, résidus vétérinaires)
  • Etude de l’impact des interactions entre le milieu (type de sol, régime hydrique), les pratiques agricoles (fertilisation organique, travail du sol, rotations culturales, couvert végétal) et les modes de gestion (biologique, conventionnel) sur la dynamique de la matière organique des sols et sur les propriétés associées :
    • Caractérisation des effluents d’élevage et prédiction de leur devenir dans les sols
    • Caractérisation et modélisation des propriétés physiques des sols (stabilité structurale, agrégation, structure du sol, transferts d’eau) et propriétés biologiques (structures des communautés microbiennes et lombriciennes)
    • Prédiction des flux d’azote et quantification de l’effet d’apport répété de matières organiques exogènes sur la minéralisation de l’azote dans les systèmes de cultures 
  • Etude de l’Impact des interactions entre le bâtiment et les pratiques d’élevage sur les productions de chaleur, les émissions gazeuses et les transformations des déjections animales dans les effluents :
    • productions de chaleur des animaux, des fumiers, des composts ;
    • émissions d’ammoniac, de gaz à effet de serre (CH4, N2O), de vapeur d’eau et de CO2 par les systèmes d’élevage ;
    • recyclage des éléments et devenir des matières organiques produites par les systèmes d’élevage (stockage, compostage, lombrifiltration) 

Outils

Les travaux menés dans l’axe 1 s’appuient sur les dispositifs et sites expérimentaux de l’unité (ex : Megeve, SOERE-PROs-EFELE, ORE-AgrHys,etc..) ou d’autres structures partenaires à l’échelle nationale (Zone Atelier Armorique, SOERE-ACBB, Site de Kerguéhennec,) et internationale (Pays-Bas, Allemagne, Suède, Espagne, Roumanie, Inde, …. ).  

Programmes de recherche en cours

Les membres de l’axe 1 sont impliqués dans des programmes à l’échelle locale, nationale et européenne. Ci-dessous, quelques exemples :

  • Projet européen Biodiversa « SoilMan ». https://ecobiosoil.univ-rennes1.fr/page/programme-soilman
  • Meta-programme EcoServ - Projet « Bise »
  • Projet Agence de l’eau : Caractérisation de la température des cours d’eau par imagerie thermique et par fibre optique : Rôle des structures géomorphologiques et de la végétation rivulaire et aquatique
  • Projet Marie Curie Initial Training Network (ITN) Interfaces (2013-2018)- Ecohydrological interfaces as critical hotspots for transformations of ecosystem exchange fluxes
  • http://www.birmingham.ac.uk/generic/interfaces/people/partners/index.aspx
  • Projet EuropéenH2020 Marie Curie RISE project HIFREQ (2016-2020): Smart high-frequency environmental sensor networks for quantifying nonlinear hydrological process dynamics across spatial scales

Les Animateurs

Guénola PERES, Paul ROBIN, Laurent RUIZ, Zahra THOMAS