[Thèse soutenue] Myriam Allo: Usages, changements d’usage des sols agricoles et pratiques agricoles. Impact sur les stocks de carbone en milieu volcanique tropical

Usages, changements d’usage des sols agricoles et pratiques agricoles : impact sur les stocks de carbone en milieu volcanique tropical. Approche spatiale et simulation cartographique appliquées à l’Ile de La Réunion

Sujet de thèse labellisé par #DigitAg

Je m’appelle Myriam Allo, je travaille à La Réunion, où je suis accueillie par 2 laboratoires, AIDA du Cirad et Eco&Sol de l’Ird, depuis octobre 2016. Je suis Ingénieur Agronome, diplômée de l’école Bordeaux Science Agro, avec une spécialisation en Gestion des Espaces Agricoles. Durant mes études d’agronomie, j’ai effectué plusieurs stages avec le Cirad sur des problématiques liées au territoire. Et après mon stage de fin d’étude à La Réunion, je suis revenue sur l’île pour ce projet de thèse.
Dans un contexte de changement climatique, le sol a un rôle majeur à jouer puisqu’il représente un réservoir de carbone 2 à 3 fois plus important que l’atmosphère. L’initiative 4p1000 propose de protéger les sols agricoles et d’augmenter les stocks de carbone du sol afin de lutter contre le changement climatique. L’un des 4 piliers de recherche de cette initiative est l’estimation du potentiel de stockage de carbone organique du sol.
Mon sujet vise à évaluer spatialement les stocks de carbone organique des sols agricoles de La Réunion, ainsi que l’impact de changements d’usages des sols sur ces stocks de carbone du sol. Des outils de fouille de données pour identifier les déterminants du carbone, des modèles de prédiction des stocks de carbone par spectroscopie infra-rouge et un calculateur de bilan carbone permettront de cartographier les stocks de carbone et de simuler l’impact des changements d’usages à l’échelle de l’île.

• Date de démarrage : octobre 2016
• Soutenance : 18 décembre 2019
• Université : MUSE Montpellier Université d'Excellence / Institut Agro
• Ecole doctorale : GAIA
• Discipline / Spécialité : Agronomie, Science du sol, Géomatique
• Directeur de thèse : Emmanuel Torquebiau, Cirad
• Encadrant(es)  : Pierre Todoroff, Cirad, UMR Aida, Alain Albrecht, Ird, UMR Eco&Sol, Laurent Thuriès, Cirad, UR Recyclage et Risques
• Financement : Cirad - Ademe
•  #DigitAg : Thèse labellisée - Axes 5  et 6 - Challenge 1

Mots-clés : Stock de carbone, changements d'usages, sols agricoles, bilan carbone, spectroscopie infrarouge, fouille de données, analyse spatiale

Résumé : Une des solutions pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) est de favoriser le stockage de carbone dans les sols. Ce mécanisme est largement dépendant des facteurs environnementaux et des pratiques culturales. En outre la connaissance précise des bilans GES des systèmes agricoles est un élément clé de la décision sur les pratiques à mettre en œuvre dans les politiques environnementales relatives au climat. Or les données nécessaires au calcul de ces bilans dans les régions ultra-marines françaises et tropicales en général restent rares.
Le projet de thèse propose de combler cette lacune en développant des connaissances nouvelles à différentes échelles spatiales et temporelles, afin d’évaluer les fonctions de stockage de carbone dans les sols agricoles de La Réunion (canne à sucre et prairies fourragères, maraîchage). Il s’appuie sur une base d’analyses chimiques de plus de 42000 échantillons de sols de la Réunion, couvrant la période de 1983 à nos jours. Cette base sera analysée, complétée par des données environnementales et de pratiques culturales, pour décrire et cartographier l’évolution des teneurs en carbone des sols à différentes échelles spatio-temporelles de l’île de la Réunion, et identifier et quantifier par des méthodes de fouille de données l’influence des facteurs environnementaux et /ou des pratiques culturales qui déterminent la dynamique des teneurs en carbone des sols.
Ces résultats seront traduits en stocks de carbone du sol (Csol) via des mesures complémentaires de densité apparente des sols. Ces jeux de données seront également utilisés pour mettre au point une méthodologie originale et innovante d’évaluation des teneurs et stocks de Csol par l’utilisation de la spectroscopie infrarouge (proche et moyen) afin d’en diminuer les coûts d’analyse. Une démarche participative associant partenaires du monde agricole, de l’environnement et la communauté scientifique permettra par ailleurs d’élaborer des scénarios concertés, réalistes partagés par tous. Ces scénarios seront évalués sous l’angle des stocks de carbone avec le simulateur cartographique de bilan de GES développé en parallèle dans le cadre du projet Reacctif-2 en cours, « C@RUN ». Elle favorisera l’adhésion des partenaires institutionnels, professionnels et sociaux aux scénarios proposés, aux résultats des simulations et au transfert et l’appropriation de l’outil cartographique par les utilisateurs potentiels.
Ce projet repose sur un partenariat étroit CIRAD-IRD, et associe un des principaux partenaires économiques agricoles de La Réunion, le groupe agro-industriel Tereos Océan Indien.

Communications & Publications

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Allo M., Todoroff P., Jameux M., Stern M., Rosies B., Ramos M., Quero S., Albrecht A.. 2018. Beyond infrared spectroscopy and spatial analysis : SOC stocks mapping in volcanic soils of Reunion island.. Rio de Janeiro : s.n., 1 p.. World Congress of Soil Science Soil Science: beyond food and fuel. 21, 2018-08-12/2018-08-17, Rio de Janeiro (Brésil). https://www.21wcss.org/anais/inc/abstract.php?id=1316

Allo M., Todoroff P., Jameux M., Stern M., Ramos M., Quero S., Albrecht A.. 2017. Quick assessment of soil organic carbon stocks for scaling up issues, using infrared spectroscopy on volcanic soils. s.l., 1 poster. Climate Smart Agriculture 2017: « catalyser les innovations et les actions locales pour accélérer l’extension de CSA ». 4, 2017-11-28/2017-11-30, Johannesburg (Afrique du Sud).

Allo M., Albrecht A., Legier P., Goge F., Jameux M., Thuriès L., Todoroff P.. 2017. Long-term diachronic series for soil carbon saturation evidence : A case study on volcanic soils of Reunion island under sugarcane crops.. In : Abstract Book Pedometrics 2017. Wageningen : Wageningen University and Research Centre, ISRIC, p. 19-19. Pedometrics, 2017-06-26/2017-07-01, Wageningen (Pays-Bas).
http://www.pedometrics2017.org/s/Abstract-Book-Pedometrics-2017.pdf

Contact : pierre.todoroff [AT] cirad.fr​