Nous recherchons un.e jeune scientifique motivé.e pour mener une thèse de doctorat en biogéochimie, sur les mécanismes de stabilisation des matières organiques dans les sols. Ce doctorat a de fortes implications pour la mise en œuvre des pratiques de gestion des écosystèmes terrestres qui optimisent les services écosystémiques rendus par les matières organiques des sols (MOS) (e.g., structuration des sols, fertilité, atténuation des émissions de gaz à effet de serre).

Contexte

Un des enjeux actuels est de mieux gérer les écosystèmes terrestres pour assurer leur productivité, tout en promouvant le stockage du carbone (C) dans les sols, la réduction de l'excédent d’azote (N) inorganique, et la capacité du sol à fournir du N inorganique de façon synchrone avec les besoins des végétaux. Les communautés microbiennes des sols sont centrales dans les dynamiques du C et N, car elles minéralisent les MOS en dioxyde de carbone (CO2) vers l'atmosphère et en N inorganique dans les sols. De manière quelque peu paradoxale, les microorganismes sont également reconnus comme des agents dominants dans la formation des MOS. Les efficiences d’utilisation du C et de N des communautés microbiennes (CUE et NUE, pour C- et N-use efficiencies en anglais) sont des « traits » physiologiques des communautés microbiennes qui ont récemment reçu beaucoup d’attention car ils quantifient la répartition de ces éléments minéralisés versus retenus dans les sols, sous forme organique dans la biomasse microbienne. En plus de ce contrôle microbien, la stabilisation des MOS est déterminée par les surfaces minérales réactives des sols tels que les argiles et oxyhydroxydes. Ainsi, on peut voir le stock de MOS comme formé de trois fractions principales caractérisées par des processus de stabilisation et des temps de résidence différents : les matières organiques particulaires, les matières organiques associées aux phases minérales du sol, et les matières organiques dissoutes.

Les mécanismes de stabilisation et de rétention des éléments C et N dans le sol sont complexes et leur compréhension est un front de recherche très actif. Bien que certains travaux aient permis d’identifier ces mécanismes, de nombreuses investigations manquent encore. Les objectifs de ce doctorat sont : i) d’étudier, dans différents contextes pédoclimatiques, les mécanismes qui contrôlent la stabilisation des MOS, et l’influence des facteurs de la minéralogie du sol et de l’efficience d’utilisation microbienne du C et de N dans la couche superficielle du sol, de ii) de hiérarchiser leurs contrôles en fonction des propriétés des sols et iii) d’intégrer les résultats pour identifier les pratiques de gestion agricoles et forestières visant à améliorer la stabilisation des MOS et à assurer la fertilité des agroécosystèmes.

Ce projet doctoral s’inscrit dans le projet de recherche CANETE, financé par l’ANR pour 5 ans (2023-2028) dans le cadre du Programmes et équipements prioritaires de recherche (PEPR) FairCarboN. L’objectif scientifique de CANETE est d'évaluer et de prédire les réponses physiologiques microbiennes aux pratiques de gestion des écosystèmes terrestres, dans différents contextes pédoclimatiques, les conséquences sur le couplage et le découplage entre les cycles du C et N notamment sur le stockage du C et de nutriments dans le sol, la fourniture de nutriments aux plantes et la production végétale. Le programme de recherche CANETE y répond en rassemblant un consortium de collaborateurs composé de 16 laboratoires et de 9 sites expérimentaux de long terme. Ces sites expérimentaux incluent des systèmes de cultures annuelles, des prairies temporaires, des systèmes agroforestiers et des forêts.

Méthodologie

La méthodologie envisagée s’appuie sur des approches analytiques complémentaires pour caractériser les composés organiques du sol des phases solides et dissoutes, leurs associations aux phases minérales du sol et leur biodégradabilité. Le·la doctorant.e aura pour objectif opérationnel le fractionnement granulo-densimétrique et l’extraction de MOS grâce à des protocoles adaptés à la diversité des contextes étudiés et permettant d’isoler des fractions fonctionnelles ; la caractérisation qualitative et quantitative des phases minérales des sols, par exemple par diffraction des rayons X, extractions séquentielles du fer et de l’aluminium et détermination des surfaces spécifiques des minéraux ; la caractérisation multi-analytique des MOS solides et dissoutes par des méthodes spectroscopiques (13C-RMN) et optiques (e.g., absorbance et fluorescence UV-Visible) et la quantification de leur biodégradabilité (incubations) pourraient être envisagées.

Ces caractérisations, en compléments des analyses effectuées dans le cadre du projet sur les communautés microbiennes et leurs efficiences d’utilisation du C et N, permettront l’analyse conceptuelle et des analyses statistiques multifactorielles et prédictives des relations entre les contrôles minéralogiques et microbiens de la stabilisation des matières organiques dans les sols, pour différents écosystèmes.

Mots clés

Sol, cycles biogéochimiques carbone (C) et azote (N), matières organiques des sols (MOS), efficience d'utilisation microbienne du C (CUE) et de N (NUE), surfaces minérales réactives, fractionnement MOS, stabilisation du C, gestion du N des forêts et agroécosystèmes

Formation et compétences requises

Le.la candidat.e sera titulaire d’un diplôme de Master ou équivalent et possédera des compétences en sciences du sol, biogéochimie ou écologie microbienne,  avec un intérêt fort pour les questions scientifiques de ce projet et des connaissances d’au moins une des approches suivantes : caractérisation des phases minérales des sols, caractérisation des matières organiques des sols et/ou analyses physico-chimiques et/ou microbiologiques. Une expérience préalable en analyse de données serait un atout. 

Rigueur et organisation, écoute, capacité à collaborer dans une équipe pluridisciplinaire, à s’intégrer rapidement dans des collectifs de recherche pour organiser des expériences, à rendre compte des résultats et à les communiquer, sont des compétences nécessaires pour réaliser ce doctorat.

Adresse des laboratoires d’accueil

UMR LISAH, 2 Place Pierre Viala, Campus de la Gaillarde - Bâtiment 24, 34060 Montpellier, https://www.umr-lisah.fr/fr/  
UMR FARE, CREA, 2 esplanade Roland Garros, 51100 Reims, https://fare.nancy.hub.inrae.fr/

Durée du contrat et salaire

36 mois à partir du 1er octobre 2024. L’école doctorale est l’Ecole Doctorale ABIES.
Le poste se partagera entre deux unités : l’UMR LISAH de Montpellier sur la première moitié de thèse (18 mois), l’UMR FARE de Reims sur la deuxième moitié de thèse (18 mois).
Le salaire est d’environ 1650 € nets/mois.

Encadrement académique

Directrice de Thèse :
Gwenaëlle LASHERMES, INRAE, FARE (gwenaelle.lashermes@inrae.fr)
Co-encadrants :
Julien FOUCHE, L’Institut Agro Montpellier, LISAH (julien.fouche@supagro.fr)
 Guillaume HUMBERT, INRAE, FARE (guillaume.humbert@inrae.fr)

Pour candidater

Les candidats intéressés sont invités à envoyer leur CV, une lettre de motivation décrivant leur intérêt pour le projet, ainsi que les coordonnées de deux références académiques aux responsables ci-dessus. La date limite de candidature est le 5/05/2024. Les candidats présélectionnés seront contactés pour une entrevue. Le recrutement final est soumis à la sélection d'un jury de l'école doctorale ABIES.