Vers une compréhension du fonctionnement carboné et écohydrologique des tilleuls argentés

384 Pages·2016·7.18 MB·French

by  Ambre David

Université Pierre et Marie Curie
Ecole Doctorale 227 MNHN-UPMC « Sciences de la Nature et de l'Homme :
évolution et écologie »

Thèse préparée à l’Institut d’Écologie et des Sciences de l’Environnement de Paris (UMR 7618)
Vers une compréhension du fonctionnement carboné et
écohydrologique des tilleuls argentés (Tilia tomentosa
Moench) plantés en alignement à Paris
Par Ambre DAVID
Thèse de doctorat d’Écophysiologie végétale urbaine
Dirigée par Luc ABBADIE, Jean-Christophe LATA et Jérôme NGAO
Présentée et soutenue publiquement le 14 décembre 2016
Devant un jury composé de :

François LEBOURGEOIS (Maître de conférence, HDR) RAPPORTEUR
Jean-Louis DURAND (Chargé de recherche INRA, HDR) RAPPORTEUR
Pierre CAROL (Professeur des universités) PRESIDENT DE JURY
Cécile VINCENT-BARBAROUX (Maître de conférence) EXAMINATRICE
Anne REPELLIN (Professeure des universités) EXAMINATRICE
Luc ABBADIE (Professeur des universités) DIRECTEUR DE THÈSE
Jean-Christophe LATA (Maître de conférence, HDR) INVITÉ
Jérôme NGAO (Chargé de recherche INRA) I N V I T É

« Ne demande jamais ton chemin à qui le connaît.
Tu risquerais de ne pas t’égarer »

À Sylvie, Jocelyn, Aurore, Marie-Louise, Renée et Marcel,
Avec toute ma gratitude.
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Collaborations scientifiques et contributions
La présente thèse a bénéficié d’un ensemble de collaborations scientifiques uniques et
originales qui ont permis le design, la mise en place, l’analyse et l’interprétation des résultats
des Chapitres 3, 4, 5 et 6 de ce manuscrit.
Supervision scientifique
Le travail de recherche réalisé pour cette thèse a été co-encadré par le Pr. Luc
Abbadie, Directeur de l’Institut d’Écologie et des Sciences de l’Environnement de Paris
(iEES ), le Dr. Jean-Christophe Lata, Maître de conférences et HDR à l’Institut
Paris
d’Écologie et des Sciences de l’Environnement de Paris et le Dr. Jérôme Ngao, Chargé de
recherche INRA au Laboratoire PIAF de l’INRA de Clermont-Ferrand.
Collaborations scientifiques
Les analyses dendrochronologiques et anatomiques du bois ont été réalisées en
collaboration avec Anaïs Boura (MC, UPMC) du Centre de Recherche de Paléobiodiversité et
de Paléoenvironnement.
Les analyses isotopiques ont été effectuées avec l’équipe IsoEco de l’Institut
d’Écologie et des Sciences de l’Environnement de Paris avec Thierry Bariac, Phillipe Biron et
Patricia Richard.
Les analyses des réserves en sucres et en lipides ont été réalisées en collaboration
avec l’équipe ESE de l’université Paris-Sud avec Claire Damesin et Chantal Fresneau.
Les analyses métaboliques (proline, MDA, pigments, analyses génétiques) ont été
réalisées en collaboration avec l’équipe ACPE de l’Institut d’Écologie et des Sciences de
l’Environnement de Paris.
Le suivi dendrométrique à l’aide des sondes pépiPIAF a été réalisé en collaboration
avec Thierry Améglio (DR, INRA) de l’équipe PIAF de l’INRA de Clermont-Ferrand.
Le suivi tensiométrique à l’aide des sondes HYDRASOL a été réalisé en
collaboration avec la société Hydrasol et le Dr Abdelkader Bensaoud.

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Collaborations scientifiques et contributions
Les données climatiques ont été obtenues grâce à la contribution de la plateforme
météorologique de l’INRA.
Cadre financier
Cette thèse a été financée par la CDC – Biodiversité et l’ANR Écoville (ANR-14-
CE22- 0021).

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Remerciements
Avec ce manuscrit, 3 années riches, intenses et uniques s’achèvent. Il concentre un
travail passionnant, ambitieux, long et parfois difficile. Pour réussir cette thèse, de
nombreuses personnes ont contribué de près ou de loin. Professionnellement et
personnellement. Pour tout ce que cela m’a apporté, je tiens à les nommer et à les remercier
chaleureusement dans les 6 (longues) pages suivantes, exprimant ainsi la grande richesse des
collaborations dont a profité ce travail.
Je remercie tout d’abord Luc Abbadie, Directeur de l’Institut d’Écologie et des
Sciences de l’Environnement de Paris (iEES ) et Directeur de ma thèse. Je tiens
Paris
également à le remercier pour bien avant cela, lors de mes 5 années d’études de biologie à
l’Université Pierre et Marie Curie. Merci pour ses enseignements qui ont insufflé en moi une
réelle vocation et une passion. Pour m’avoir aussi généreusement guidé dans mes choix de
master lorsque je m’interrogeais, en répondant à mes nombreux mails et en m’accueillant
dans son bureau pour en discuter, ce qui me paraît aujourd’hui incroyable tant j’ai idée de son
quotidien. Enfin, merci sincèrement de m’avoir fait confiance pour ce travail et d’avoir ainsi
offert de nouvelles perspectives de carrière.
À Jean-Christophe Lata, Directeur du Département des Communautés et du
Fonctionnement des Écosystèmes (DCFE) au Laboratoire iEES et Co-directeur de ma
Paris
thèse. Merci pour ton aide et ton implication dans l’entière réalisation de ce travail. D’être
venu aux (très) nombreuses réunions de cadrage, de collaborations, de design, de
discussion,…etc. Aux (très) nombreux (et douloureux) terrains !!! Ta tendinite m’en veut
encore ! Merci également pour les discussions, sincères et constructives pendant nos soirées et
notre voyage à Clermont. Merci pour tes mails toujours compréhensifs et attentifs quand la
panique, l’angoisse, la difficulté me faisait obstacle. Merci pour la grande liberté et la
confiance que tu m’as donné tout au long de cette thèse et qui ont autant construit ce travail
que ce que je suis devenue aujourd’hui (et là, je te vois sourire et faire une blague pas drôle !).
À Jérôme Ngao, mon 3ème Directeur de thèse dès la fin de ma première année et
Chargé de Recherche à l’INRA de Clermont-Ferrand. Un gigantesque merci pour avoir
accepté de me suivre (à 500 km de distance) et de m’encadrer dans ce travail. Merci de
m’avoir toujours plus poussée dans ma réflexion, dans la rigueur scientifique et dans la prise

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Remerciements
de recul. Merci aussi d’avoir su m’arrêter quand (trop) enthousiaste, je me lançais dans une
direction semée d’embuches (on reparle des mesures de l’environnement microclimatique ou
pas ? haha). Merci également d’avoir rappelé le planning et les objectifs quand c’était
nécessaire, merci pour tes longs mails détaillés et constructifs, tes coups de fil quand c’était
brouillon dans ma tête ou simplement pour m’encourager, les skypes réguliers, le colloque
ICUC… Bref, merci de ton attention et de ton soutien sans faille, tes idées et ta contribution
lors de la rédaction. J’ai eu beaucoup de chance de t’avoir à mes côtés !
Je tiens également à remercier Sébastien Barot, mon non-officiel 4ème Directeur de
thèse et Directeur de l’équipe « Écologie Intégrative : des Mécanismes aux Services
Ecosystémiques » du DCFE dont je fais partie. Merci pour avoir TOUJOURS répondu à mes
mails, qu’il pleuve, vente et surtout qu’il fasse nuit. Tu as toujours essayé de te libérer pour
venir sur le terrain avec moi. Merci d’avoir pris le relais quand Jean-Christophe avait un
empêchement pour finir à la dernière minute les présentations, réfléchir sur les statistiques, ou
encore m’aider à gérer certains problèmes administratifs. Merci enfin pour ta gentillesse et ton
attention au quotidien.
Outre l’encadrement, j’ai eu aussi la chance de travailler avec des professionnel(le)s,
ingénieur(e)s, expert(e)s et chercheur(se)s talentueu(ses)x et passionné(e)s qui ont, à un
moment ou un autre changé, enrichi ou tout simplement permis ce travail. Je vais les
remercier ici dans l’ordre chronologique de leur arrivée dans ce projet, car pour moi ils ont
tous eu une part d’égale importance dans la réalisation et la qualité du présent manuscrit.
Merci à la Ville de Paris, et particulièrement à Patricia Orsini, Directrice de
la DEVE, pour m’avoir autorisé à travailler sur les tilleuls plantés en alignement à Paris. Rien
n’aurait été possible sinon.
Un merci très spécial à Béatrice Rizzo, Ingénieur agronome à la Mission Expertise
Végétale du Service de l’Arbre et des Bois de la Direction des Espaces Verts et de
l’Environnement, pour son aide tout au long de cette thèse et nos échanges enrichissants sur le
fonctionnement de ces organismes méconnus. Pour m’avoir donné les contacts et les moyens
de travailler efficacement sur le terrain. Un grand merci !
À Barbara Lefort, qui m’a aidé à naviguer entre les différents services des parcs et
qui a mis tout en œuvre pour que notre collaboration soit la plus efficace et agréable.

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Remerciements
Un énorme merci à Christophe Simonetti, Chef d’atelier du 19ème arrondissement,
mon compagnon sur le terrain et dans les nacelles ! Le premier à m’ouvrir la porte et à me
montrer son métier. Il a plus que contribué à cette thèse et m’a aidé de multiples fois,
apparaissant parfois comme un sauveur, en se libérant avec son équipe pour l’installation et la
désinstallation des sondes dendrométriques. Ton expérience, ta passion et ta philosophie sont
inspirantes, merci de m’avoir appelé en ce mois de mars 2014 !
Enfin merci à Régis Leroux, du Département Propreté et Eau de la Ville de Paris, qui
m’a littéralement donné (bon… prêté) LA CLEF pour analyser l’eau non potable mais aussi
les moyens techniques et logistiques pour l’analyse de l’eau usée. Merci également pour ses
explications et éclairements sur le fonctionnement du réseau d’eau à Paris. Ce fût déterminant
pour le 5ème Chapitre de cette thèse.
J’aimerais maintenant remercier chaleureusement l’équipe Ecophysiologie Végétale
de l’Université d’Orsay. Et en particulier :
Merci à Claire Damesin, Professeure en écophysiologie végétale, pour nos échanges
importants au tout début de ma thèse et jusqu’à la fin. Merci pour ses très précieux conseils et
contacts ainsi que son aide sur le 4ème Chapitre. Merci !
À Nicolas Delpierre, Maître de Conférence et responsable de mon stage de fin
d’étude, un grand merci pour avoir toujours répondu à mes mails et pour m’avoir conseillé de
loin pour les analyses d’infradensité du bois et les calculs de stockage de carbone. Merci
d’une manière générale pour ton temps et ta gentillesse tout au long de mon parcours
d’étudiante.
Merci également à Stéphane Bazot, Maître de Conférence, qui a gentiment accepté de
me donner un peu de son temps en participant aux réunions et aux échanges de mails. Une
réunion en particulier a d’ailleurs permis la réalisation des analyses sur les réserves
glucidiques et lipidiques. MERCI !
Enfin un gigantesque et chaleureux merci à Chantal Fresneau, Chargée de recherche,
qui à l’image de cette équipe, m’a donné de son temps, de sa gentillesse, de son expérience et
surtout, m’a appris le travail rigoureux et minutieux des analyses en enzymologie. Tu m’as
également apporté ton aide et la base pour la mise en place du protocole de mesure de densité

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Remerciements
stomatique. Merci pour les discussions et ta patience, c’était la première fois que j’apprenais
la « paillasse », la VRAIE ! Je pense que j’ai eu la chance d’avoir une des meilleures
professeures à mes côtés !
Merci au Centre de Recherche de Paléobiodiversité et de Paléoenvironnement de
m’avoir accueilli chez eux pour les analyses dendrochronologiques et notamment un grand
merci à Alexa Dufraisse pour m’avoir autorisé à utiliser le banc dendrométrique pendant de
longues heures !
Je tiens maintenant à dire un gigantesque merci à Anaïs Boura qui m’a pris sous son
aile et s’est largement et énormément impliquée dans les analyses dendrochronologiques et
anatomiques ; ainsi que dans mon travail en général en participant à tous mes comités de
thèse. Avec toi, j’ai appris à aimer et étudier le bois, à penser qu’on « trouvait toujours une
solution » et qu’on « allait y arriver », ce que j’ai appliqué sans cesse ensuite ! Et avec mes
étudiant(e)s aussi ! Je te dédicace chaleureusement le 3ème Chapitre de cette thèse et j’espère
avoir la chance de travailler avec toi dans le futur ! Merci !
À Catherine Lavier, du Laboratoire d'Archéologie Moléculaire et Structurale
(LAMS), qui m’a grandement inspiré lors de ses cours et avec qui j’ai eu la chance de créer
un TP de dendrochronologie pour les étudiants de Master 2. Tes conseils sur les analyses
dendrochronologiques, tes encouragements et ta présence à mes comités ont été extrêmement
important pour moi. Je te remercie pour tout ce temps que tu m’as accordé sachant que ton
emploi du temps est sacrément chargé ! Ta passion et ton enthousiasme sont contagieux !
J’espère également avoir la chance d’échanger encore avec toi par la suite.
Je voudrais maintenant adresser un énorme merci à l’équipe d’Ecogéochimie
Isotopique (IsoEco) de iEES .
Paris
Merci à Thierry Bariac qui m’a beaucoup aidé pour la mise en place des analyses
isotopiques, pour leur exécution et surtout pour leur interprétation ! Merci pour son accueil
pendant les distillations et les analyses. Merci également pour avoir pris aussi le temps de me
donner des cours d’isotopie très riches et de m’avoir transmis ce qui m’était nécessaire pour
écrire ce 5ème Chapitre.
Merci également à Phillipe Biron pour sa gentillesse et son aide aussi bien pendant les
réunions de travail que pendant l’utilisation du Picarro, et surtout pour s’être libéré

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