14
Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie Oral Poster Réhabilitation écologique des friches industrielles : impact de la faune détritivore sur la fertilité des sols Auteurs Gabin COLOMBINI 1 , Apolline AUCLERC 1 , Françoise WATTEAU 1 1 : Laboratoire Sols et Environnement, Université de Lorraine, INRA, LSE, F-54000 Nancy, France Résumé (1 page max) En France, la désindustrialisation a conduit à une forte augmentation du nombre de friches industrielles, avec plus de 8000 ha recensés sur le territoire lorrain par l’ADEME en 2016. En plus de la réhabilitation nécessaire de ces sites, leur valorisation doit s’inscrire dans des problématiques de production de biomasse végétale, de support de biodiversité ou encore de stockage de carbone. Afin d’optimiser les services écosystémiques fournis par les friches industrielles, une évaluation de leur fonctionnement écologique est nécessaire. Pour cela, deux fonctions des sols, fortement liées à leur fertilité, sont étudiées : la décomposition des matières organiques et la dynamique des associations organo-minérales (agrégation). Les parcelles étudiées, choisies pour leur contraste écologique, se situent sur une ancienne cokerie au sein de la station expérimentale du GISFI (http://gisfi.univ-lorraine.fr). Le focus est placé sur les fèces produites par les organismes détritivores, agents essentiels du biofonctionnement du sol. Ce suivi est réalisé à trois échelles d’études : l’écosystème, le profil de sol et les microstructures organo-minérales. La pertinence du changement d’échelle sera présentée à travers l’utilisation de trois méthodes de caractérisation : (i) la description des formes d’humus qui permet d’appréhender les relations sol-plantes-faune et fournit des informations sur le cycle des nutriments, (ii) la micropédologie sur lame mince qui permet l’étude de la structure du sol, soit l’arrangement dans l’espace de ses constituants et (iii) la microstructure étudiée en Microscopie Electronique à Transmission (MET) sur lame ultra- mince, précisant le rôle des micro-organismes dans la biodégradation des composés organiques constituants les fèces. A terme, la compréhension des relations entre les détritivores, les caractéristiques physico-chimiques des sols et la nature des matières organiques permettra la mise en place de procédés d’ingénierie écologique visant à améliorer la fertilité des sols de friches industrielles. Mots clés : détritivores, fèces, changement d’échelle, agrégation, biodégradation, fertilité des sols anthropisés

Réhabilitation écologique des friches industrielles ...doctorat.univ-lorraine.fr/sites/default/files/user/ecoles-doctorales... · Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☒☒☒☒

Poster ☐☐☐☐

Réhabilitation écologique des friches industrielles : impact de la faune

détritivore sur la fertilité des sols

Auteurs Gabin COLOMBINI1, Apolline AUCLERC1, Françoise WATTEAU1

1 : Laboratoire Sols et Environnement, Université de Lorraine, INRA, LSE, F-54000 Nancy,

France

Résumé (1 page max)

En France, la désindustrialisation a conduit à une forte augmentation du nombre de friches

industrielles, avec plus de 8000 ha recensés sur le territoire lorrain par l’ADEME en 2016. En

plus de la réhabilitation nécessaire de ces sites, leur valorisation doit s’inscrire dans des

problématiques de production de biomasse végétale, de support de biodiversité ou encore de

stockage de carbone. Afin d’optimiser les services écosystémiques fournis par les friches

industrielles, une évaluation de leur fonctionnement écologique est nécessaire. Pour cela,

deux fonctions des sols, fortement liées à leur fertilité, sont étudiées : la décomposition des

matières organiques et la dynamique des associations organo-minérales (agrégation). Les

parcelles étudiées, choisies pour leur contraste écologique, se situent sur une ancienne

cokerie au sein de la station expérimentale du GISFI (http://gisfi.univ-lorraine.fr). Le focus est

placé sur les fèces produites par les organismes détritivores, agents essentiels du

biofonctionnement du sol. Ce suivi est réalisé à trois échelles d’études : l’écosystème, le profil

de sol et les microstructures organo-minérales. La pertinence du changement d’échelle sera

présentée à travers l’utilisation de trois méthodes de caractérisation : (i) la description des

formes d’humus qui permet d’appréhender les relations sol-plantes-faune et fournit des

informations sur le cycle des nutriments, (ii) la micropédologie sur lame mince qui permet

l’étude de la structure du sol, soit l’arrangement dans l’espace de ses constituants et (iii) la

microstructure étudiée en Microscopie Electronique à Transmission (MET) sur lame ultra-

mince, précisant le rôle des micro-organismes dans la biodégradation des composés

organiques constituants les fèces. A terme, la compréhension des relations entre les

détritivores, les caractéristiques physico-chimiques des sols et la nature des matières

organiques permettra la mise en place de procédés d’ingénierie écologique visant à améliorer

la fertilité des sols de friches industrielles.

Mots clés : détritivores, fèces, changement d’échelle, agrégation, biodégradation, fertilité

des sols anthropisés

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☒☒☒☒

Poster ☐☐☐☐

Titre : Transfert de nanoparticules dans les biofilms : effets des biostructures

pariétales et de la physicochimie particulaire

Auteurs : Elise Vouriot, Audrey Beaussart, Isabelle Bihannic, Jérôme F. L. Duval

Affiliation : LIEC Nancy - Charmois

Résumé (1 page max)

Actuellement notre société connaît un développement considérable des nanotechnologies et de leurs

applications dans des domaines variés (industrie, médecine…). Cet essor entraine une dissémination

de nanoparticules (NPs) dans l’environnement, ce qui modifie e.g. les équilibres physico-chimiques des

milieux naturels aquatiques. Toutes les niches écologiques présentant des populations et des

concentrations variables de microorganismes, et plus particulièrement de bactéries, il est nécessaire

de déterminer leurs interactions avec les NPs afin de connaître l’influence qu’ont celles-ci sur

l’environnement [1].

Le but de cette thèse est de comprendre de façon mécanistique le transfert et la partition de NPs dans

des scenarios réalistes où les bactéries s’assemblent en structures tridimensionnelles appelées

biofilms.

La répartition et la diffusion des NPs dans les biofilms sont régies à la fois par les propriétés de surface

des NPs et celles des bactéries. Ce travail inclut donc 3 souches de bactéries Escherichia coli modifiées

génétiquement pour présenter chacune différents constituants pariétaux (Pili F, Fimbriae, protéines

adhésives) [2] et des NPs de silice arborant deux types de groupements surfaciques : des groupes

carboxyliques anioniques (NPs SiCOOH) et des groupes amines cationiques (NPs SiNH2).

Interpréter les interactions au sein du biofilm nécessite une première analyse détaillée des propriétés

électrostatiques des NPs et des bactéries. Pour cela, les charges portées à la fois par les NPs et les

bactéries ont été déterminées par électrocinétique dans différentes conditions de salinité et de pH [3].

Toutes les souches bactériennes considérées présentent une charge de surface négative comme décrit

dans la littérature [4]. Les NPs SiCOOH sont également chargées négativement. Les NPs SiNH2

présentent une variation de leur charge de surface en fonction du pH auquel elles sont exposées, du

fait de la présence à leur surface de groupements hydroxyles intervenant lors de leur synthèse [5].

Les changements de comportement électrocinétiques des bactéries, suite à l’exposition aux NPs, nous

ont permis d’appréhender les conditions de salinité et de pH les plus favorables aux interactions entre

ces 2 entités. Ces résultats, à l’échelle de la suspension bactérienne, ont été mis en regard des

modifications subies par les bactéries, en présence de NPs, observées à l’échelle de la cellule unique

par microscopie à force atomique (AFM) [6].

Enfin, la structure, ainsi que la distribution des NPs au sein des biofilms constitués, ont été examinées

par microscopie holotomographique, une technique d’imagerie photonique, sans marquage, pour

laquelle le contraste est généré par les différences d’indices de réfraction dans l’échantillon [7]. Ces

essais seront corrélés avec les interactions décelées précédemment. Tout cela dans le but de proposer

des liens entre la structure des biofilms, la distribution spatiale des NPs et les propriétés

physicochimiques des biosurfaces et des NPs.

Références :

[1] A. L. Neal, Ecotoxicology, vol. 17, no. 5, pp. 362–371, 2008.

[2] C. Beloin et al., Curr Top Microbiol Immunol, pp. 1–31, 2010.

[3] G. Francius et al., PLoS One, vol. 6, no. 5, 2011.

[4] J. F. L. Duval et al., Curr. Opin. Colloid Interface Sci., vol. 15, no. 3, pp. 184–195, 2010.

[5] C. I. C. Crucho et al., Anal. Chem., vol. 89, no. 1, pp. 681–687, Jan. 2017.

[6] M. Mathelié-Guinlet et al., J. Colloid Interface Sci., vol. 529, pp. 53–64, 2018.

[7] S. Oliver et al., J. Mater. Chem. B, vol. 6, no. 24, pp. 4124–4138, 2018.

Mots clés : bactéries – nanoparticules - biofilms - interactions – AFM

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ����

Poster ����

Titre :

How do plants cope with pests and pathogens?

Auteurs :

Villard Cloé, Larbat Romain, Munakata Ryosuke, Hehn Alain

Affiliation :

Université de Lorraine-INRA Laboratoire Agronomie et Environnement Nancy, France.

Résumé (1 page max)

Voir page suivante

Mots clés :

Plant defence, Ficus, minerals, trichomes, latex, proteins, secondary metabolites,

furanocoumarins, biosynthesis pathway

Summary:

During the course of their evolution, plants have developed many defence mechanisms to

cope with pathogen and pest attacks. Today, these age-old adaptations might represent an

essential source of inspiration for rethinking crop management strategies. Indeed, as the use

of pesticides in agriculture is being more and more restricted, it becomes necessary to find

out new alternatives to protect our crops.

Ficus carica, the common fig tree, has a significant economic importance and the annual

world production of figs is about one million tons. But this plant is also an interesting case to

study since it displays a great diversity of defence systems that includes both physical and

chemical mechanisms. F. carica physical defences involve the accumulation of mineral

deposits and cellular structures such as trichomes and laticifers that deter and wound

herbivores by making the leaves tougher, rougher and sticky. Chemical defences are based

on a large variety of proteins and on toxic molecules called secondary metabolites.

Plant secondary metabolites are constituted of thousands of species-specific molecules.

Some of them are toxic and exhibit outstanding physico-chemical properties that could be

used in crop protection strategies. Interestingly some of these metabolites were also

described to have pharmaceutical properties. For both reasons, it is interesting to better

understand their biosynthesis pathways.

In our study, we focused on furanocoumarins, a family of secondary metabolites with well-

known effective defense properties. These molecules can be found in some species including

the fig tree. Since 2007, some of the enzymes involved in their synthesis have been

characterized, but others have yet to be discovered. Recently we identified in F. carica a

gene encoding for a new enzyme catalyzing another step of the furanocoumarin biosynthesis

pathway. This discovery opens new horizons for the use of furanocoumarins synthesis in the

study of plant defence.

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral xxxx

Poster ☐☐☐☐

Titre Vers une perciculture plus durable et mieux intégrée aux territoires :

Intégration de la différenciation intraspécifique dans les programmes de

domestication

Auteurs Lola Toomey, Thomas Lecocq, Pascal Fontaine

Affiliation DAC, URAFPA

Résumé (1 page max)

La demande et la consommation en produits aquatiques ne cessent d’augmenter à l’échelle mondiale. Depuis

quelques années, cette consommation est majoritairement assurée par le développement de la pisciculture

dont la production a dépassé le niveau des captures via la pêche. Les européens consomment en moyenne 23,1

kg de produits aquatiques par an alors que la production aquacole européenne ne représente que 1,53% des

volumes de l’aquaculture mondiale. Les pays de l’UE importent 70% de leur consommation annuelle de

produits aquatiques (86% pour la France, 3,3 Mds euros), ce qui devient un enjeu de sécurité alimentaire

majeur pour l’Europe et la France. Ainsi le développement de l’aquaculture européenne est devenu un enjeu

stratégique majeur ces dernières années.

Dans un contexte économique de libre échange et climatique incertain, différents scenarios sont actuellement

prospectés pour promouvoir une aquaculture européenne durable. Une voie potentielle réside dans le

développement d’une pisciculture diversifiée et intégrée aux territoires (aquaculture en mosaïque), qui à

l’échelle européenne présentent de nombreuses spécificités. Une diversification de la production passe par la

domestication de nouvelles espèces, en accord avec les demandes locales des consommateurs. Ainsi la

domestication et l’élevage des percidés (perche commune, sandre) est progressivement apparue comme un

axe de développement prioritaire pour l’aquaculture continentale européenne, notamment dans la région

Grand Est (création de deux fermes percicoles en Moselle). Cependant, pour plusieurs raisons, l’avenir de ces

exploitations reste incertain. Premièrement, comme toute production animale, la durabilité des productions

piscicoles (utilisation d’huiles et farines de poissons, impact sur l’environnement, bien-être animal …) est

questionnée par la société. Deuxièmement, des points de blocage majeurs existent dans les élevages (forte

mortalité liés au cannibalisme, faible croissance, sensibilité à certaines pathologies …), qui sont en partie liés à

la mise en œuvre, initialement, d’une démarche domesticatoire empirique (aucune approche rationnelle).

Face à ce contexte, une approche originale consisterait à mieux considérer la différenciation intraspécifique

disponible (génétique, phénotypique) dans le but d’identifier la (ou les) unités la(les) mieux adaptée(s) à un

environnement domesticatoire donné (système d’élevage). Etant donné la diversité des territoires (climat,

ressource en eau, contraintes réglementaires, coût du travail …) et des systèmes d’élevage, il est probable

qu’une même unité ne convienne pas pour l’ensemble des territoires pertinents pour la perciculture. Dans

cette optique, j’ai étudié la distribution de la variabilité génétique de 84 populations de perche commune

(Perca fluviatilis) réparties sur l’ensemble de l’Eurasie afin de définir la structure génétique des populations

sauvages de perche. J’ai pu identifier cinq groupes de populations génétiquement différenciés (Toomey et al.,

en révision). Puis, dans le cadre d’une approche multicritère (traits biologiques) et multifonction

(comportement, développement, croissance …), j’ai comparé les performances de trois populations de perche,

issues de deux lacs finlandais (groupe Europe de l’Est) et du lac Léman (groupe plaine européenne), dans un

même environnement domesticatoire (monoculture en circuit fermé) et en ciblant mon étude sur les premiers

stades de vie. Les premiers résultats montrent des différences significatives nettes entre les populations

finlandaises d’une part et du Lac Léman d’autre part (taux de survie, d’inflation de la vessie gazeuse et de

malformation, agressivité) (Toomey et al., accepté). Cette étude sera poursuivie au printemps 2019 par

l’analyse de six nouvelles populations et étendue à d’autres phases du cycle de vie (grossissement,

reproduction).

Ces premiers résultats montrent qu’il existe une variabilité intraspécifique importante chez la perche commune

qui pourrait être très utile pour favoriser un développement durable de la perciculture. Ils suggèrent aussi un

lien entre différenciation génétique et performances zootechniques.

Mots clés

Aquaculture – Durabilité – Territoire – Intraspécifique – Perche commune

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☒☒☒☒

Poster ☐☐☐☐

The Ni biogeochemical cycle in a tropical metal agromining crop

system: Presentation of the study

Romane Tisserand1,2, Antony van der Ent1,2, Peter D. Erskine2 and Guillaume Echevarria1,2*

1Université de Lorraine, INRA, Laboratoire Sols et Environnement, 54000 Nancy, France. 2Centre for Mined Land Rehabilitation, Sustainable Minerals Institute, The University of Queensland, Australia. *Corresponding author : Guillaume Echevarria

Résumé (1 page max)

Agromining is an integrated chain that involves growing native hyperaccumulator

plant species (‘metal crops’) on either mineralized (ultramafic) soils or mine wastes prior

to biomass harvesting and incineration in order to recover metals or salts. The agronomy

of tropical ‘metal crops’ had not been yet tested until Philip Nkrumah did his PhD on the

conditions for the optimization of the growth and development of two hypernickelophores

from Sabah (Malaysia), i.e. Rinorea aff. bengalensis and Phyllanthus rufuschaneyi

(Nkrumah et al., 2018).

To achieve a sustainable management of agromining, it is essential to understand

the functioning of hyperaccumulators ecosystems by carefully assessing the

biogeochemical cycles at the stand scale and by characterizing the different components,

fluxes and processes involved. The aim of this study is to characterize all elements fluxes,

notably for Ni, and to assess the effect of a range of harvesting scenarios and biomass

recycling on these fluxes. To study the Ni biogeochemical cycle, it is necessary to set up

a designed field experimental system that can be manipulated in order to set up specific

experiments. It involves the monitoring of elemental concentrations in biomass, soil and

water fluxes.

This project comprises a large randomized-block trial in which we control the

quantity of litter allowed to decay, and a fully characterized 1.5-ha agromining plot. The

latter is situated on an ultramafic Eutric Cambisol Magnesic with a high total Ni

concentration (>2000 µg g-1) which shares many physico-chemical characteristics with

saprolitic mine wastes (including the Ni-bearing phases). Nine 25-m2 plots planted with P.

rufuschaneyi were instrumented with a biogeochemical station in which all fluxes are

monitored by the devices that were installed in March 2018. This study is critical to provide

‘real-life’ demonstration of viable tropical Ni agromining and to provide some crucial

elements determine how long is the soil able to sustain this activity

References :. Nkrumah, P.N., Chaney, R.L., Morel, J.L., 2018. Agronomy of ‘Metal Crops’ Used in Agromining in : Reeves, R.D., van der Ent, A., Baker, A.J.M. Agromining: Farming for Metals, Mineral Mineral Resource Reviews, 1-312.

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☒☒☒☒

Poster ☐☐☐☐

Titre : « Regarder le passé pour voir l’avenir : des outils scientifiques à l’usage du

gestionnaire »

Auteurs : Adrien A. Taccoen1,2, Christian Piedallu1,2, Ingrid Seynave1,2,Anne Gégout-Petit3,

Vincent Perez1,2,Jean-Claude Gégout1,2

Affiliation

1,2AgroParisTech ; INRA – SILVA, Nancy, France

3Institut Elie Cartan ; Université de Lorraine, Nancy, France

Résumé :

Depuis une dizaine d’années, plusieurs auteurs font état d’une augmentation des taux de

mortalité et de dépérissement forestier en plusieurs endroits du globe, dans un contexte de

changement global. La France est concernée par ces phénomènes. Depuis plusieurs années,

les gestionnaires forestiers font état d’épisodes de mortalité sévères sur des peuplements en

bonne santé. Les arbres évoluant vers les limites chaudes de leur aire de distribution

semblent les plus vulnérables. Cependant, le lien qui pourrait exister entre la mortalité des

arbres et le changement climatique reste flou et mal connu. Cette présentation expose les

résultats d’une étude de modélisation de la mortalité des arbres conduite sur la France

entière, à partir de données de l’inventaire forestier national et de données climatiques

historiques. Sur un grand nombre d’espèces représentatives de la forêt française (43), nous

avons modélisé la mortalité « non-catastrophique », qui n’est pas liée aux évènements

extrêmes. Après avoir pris en compte les facteurs de mortalité liés au peuplement (densité,

stade de développement…), ceux liés à l’arbre (statut social…) et aux conditions du milieu

(nutrition, réserve en eau du sol…), nous montrons que 45% des espèces étudiées

présentent une surmortalité liée au changement de conditions climatiques depuis 1960.

Nous identifions les espèces les plus vulnérables et produisons des cartes de surmortalité

climatique dans le but de proposer des stratégies d’adaptation de la sylviculture aux

gestionnaires.

Mots clés : changement climatique, forêt tempérée, arbre, modélisation, adaptation,

sylviculture, gestion

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☒

Poster ☐

Un nombre limité d’espèces est suffisant pour identifier de manière pertinente un

habitat Natura 2000 en forêt

Lise Maciejewskia,b, Paulina E. Pintoa, Stephanie Wurpillotc, Jacques Drapierd, Serge Cadete, Serge Mullerf,

Pierre Agoug, Benoît Renauxh, Jean-Claude Gégouta a UMR Silva, INRA, AgroParisTech, UL, Fr-54000 Nancy, France. b Muséum national d’Histoire naturelle, UMS 2006 PatriNat, F-75005 Paris, France. c IGN, 73 Avenue de Paris, 94160 Saint-Mandé, France. d IGN, Direction interrégionale nord-est, 1 rue des Blanches Terres, 54390 Champigneulles, France. e ONF, Bureau d’études territorial 13/84, 46 av. Cézanne, 13098 Aix-en-Provence, France. f Muséum national d’Histoire naturelle, UMR 7205 ISYEB, F-75005 Paris, France. g Biotope, Centre Bourgogne, 122-124 Faubourg Bannier, 45000 Orléans, France. h Conservatoire botanique national du Massif Central, Le Bourg, 43230 Chavaniac-Lafayette, France.

Résumé

Natura 2000 est en Europe le plus grand réseau d’espaces protégés dédiés à la conservation

d’habitats vulnérables. Un inventaire des habitats présents sur chaque site est un préalable

indispensable à la mise en place de mesures de gestion. Les relevés floristiques permettent la

reconnaissance des habitats Natura 2000, dont la description est basée sur la classification

phytosociologique. Cependant les relevés floristiques sont chronophages et réalisés

uniquement pendant la saison de végétation. De plus, des chercheurs ont montré que les

relevés floristiques ne sont jamais exhaustifs. L’objectif de l’étude est donc d’évaluer l’impact

de la réduction du temps dédié à la réalisation d’un relevé floristique sur la détermination

d’une unité phytosociologique. Nous avons également étudié la possibilité d’utiliser des

relevés réalisés en hiver pour déterminer une unité phytosociologique.

Nous avons utilisé 273 relevés floristiques réalisés en forêts françaises, en zone tempérée et

montagnarde. Les relevés ont été chronométrés, nous permettant d’enregistrer pour chaque

observation d’espèce le temps écoulé depuis le début du relevé, ainsi que son rang. Cinq

structures publiques et privées reconnues pour leur expertise ont été sollicitées pour associer

une unité phytosociologique à chaque relevé. Nous avons également établi une liste

d’espèces reconnaissables en hiver.

Nous avons montré qu’un nombre limité d’espèces suffit à identifier de manière pertinente

une unité phytosociologique (8 espèces pour l’identification au niveau de l’association, et 5

pour une identification au niveau de l’alliance). Passer un temps limité sur le terrain (entre 3

et 4 minutes) est donc suffisant. Enfin, nous avons montré que la détermination pertinente

d’une unité phytosociologique est également faisable en hiver.

Ainsi nous concluons qu’il est possible d’utiliser des relevés considérés comme partiels pour

l’identification des unités phytosociologiques, mais aussi de réduire le temps passé sur le

terrain, donc le coût. De plus, notre étude suggère qu’il est possible d’étendre la période de

l’année où il est possible d’établir une carte des habitats forestiers.

Mots clés

Natura 2000 ; classification phytosociologique ; détermination d’un habitat ; forêt

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☐☐☐☐

Poster ☒☒☒☒

Titre: High-throughput screening approach to evaluate the adhesive properties

of bacteria to milk biomolecules

Auteurs: Gomand F., Borges F., Salim D., Burgain J., Guerin J., Gaiani C.

Affiliation: Université de Lorraine, LIBio (Laboratoire d’Ingénierie des Biomolécules), 2 avenue

de la Forêt de Haye, TSA 40602, 54518 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Résumé (1 page max):

Adhesive interactions between bacteria and food have been increasingly studied in the last

decades for probiotic bacteria especially in order to improve their protection and to help with

biopreservation. The new approach described here has been designed to screen quickly a

hundred of strains for their affinity differences for a given range of biomolecules. This method

involves three steps: the biomolecules of interest are immobilized on microplates; the strains

are then incubated on these microplates and non-adherent strains are removed by successive

washes. Culture medium is then added and bacterial growth monitored through optical

density measurements. The correlation between the time at which bacterial growth starts on

the immobilized biomolecules and bacterial affinity for these biomolecules was first

established. The method was then validated using the model strain Lactobacillus rhamnosus

GG and three mutant strains lacking surface components involved in adhesion. The affinity of

these strains was estimated for six dairy biomolecules. The method demonstrated that

bacterial affinity can highly vary between different milk biomolecules. Affinity differences

were mainly due to the presence or absence of bacterial surface biomolecules such as pili and

exopolysaccharides. These findings may help with the understanding of the behavior of

bacteria when incorporated into dairy foods.

Mots-clés: adhesion; affinity; lactic acid bacteria; biomolecules; high-throughput screening;

dairy;

Séminaire annuel SIReNa 2019 - Science et Territoire : vers une nouvelle économie

Oral ☒

Poster ☒

Dynamique des systèmes agricole face aux perturbations : review des

méthodes d’évaluation et facteurs explicatifs.

Manon Dardonville1, 2, Nicolas Urruty1, Christian Bockstaller2, Olivier Therond2

1 Agrosolutions, Bioline by Invivo

2 Université de Lorraine, Inra, LAE, 68000 Colmar, France

Alors qu’elle doit répondre aux enjeux de sécurité alimentaire et à la diminution de son impact sur

l’environnement, l’agriculture fait face à un nombre croissant de perturbations liées aux changements

climatiques et à la variabilité des marchés et des contextes institutionnels. La communauté scientifique peut

accompagner le monde agricole notamment en clarifiant les relations entre caractéristiques et dynamique des

systèmes lorsqu’ils font face à des perturbations. Les concepts de résilience, vulnérabilité et robustesse visent à

décrire la dynamique de la structure ou des performances d’un système face à des perturbations. Ces concepts

sont de plus en plus manipulés par des communautés disciplinaires diverses et variées, alors qu’il n’existe pas

de consensus sur leur définition ni sur leur intersection. Leur opérationnalisation reste un enjeu de recherche.

Notre étude vise à établir un état de l’art exhaustif des travaux sur l’évaluation quantitative de la dynamique

des systèmes agricoles face à des perturbations écologiques et économiques. Afin de couvrir la gamme des

travaux analysant la dynamique de ces systèmes nous prenons en compte ceux se référant à différents cadres

conceptuels : résilience, vulnérabilité, robustesse, capacité d’adaptation, « ecological integrity », théorie de la

viabilité... Nous utiliserons alors le sigle RVR pour regrouper ces concepts appartenant au grand champ d’étude

sur la durabilité. Pour conduire cette review exhaustive, nous avons développé un cadre d’analyse permettant

d’analyser les études à travers 4 questions (RVR of what, to what, for which attribute, at which spatial and

temporal extend, because of what). L’objectif de cette étude est d’obtenir des informations pour la

communauté scientifique sur :

- Les objets étudiés : les systèmes étudiés (prairie, élevage, grande culture), les attributs/ performances dont la

dynamique est analysée (ex. le rendement et le revenu), l’échelle (parcellaire, exploitation, chaîne de

production) ;

- Les méthodes utilisées : données de simulations ou observées, méthodes mathématiques ;

- Les connaissances générées : quels sont les systèmes les plus sensibles aux perturbations et quels sont les

facteurs explicatifs ? La diversité, base de la résilience des systèmes écologiques semi-naturels, est-elle aussi

facteur de RVR des systèmes agricoles artificialisés ? Le niveau d’intensification de l’utilisation des intrants est-il

une source de RVR ?

Afin de proposer une review exhaustive des travaux nous avons développé une approche reproductible.

Partant d’une sélection de 2343 papiers issue d’une requête sur Web of Science, l’analyse de co-occurrence de

termes puis une analyse manuelle de 1434 papiers, nous avons sélectionné 37 articles répondant aux objectifs

de notre review. Leurs résultats ont été analysés afin de monter en généricité sur les connaissances. Cette

analyse nous permet d’évaluer dans quelle mesure des résultats sur la résilience des systèmes écologiques sont

transférables à l’agriculture.

Evaluation, quantitative, résilience, vulnérabilité, robustesse, systèmes agricoles, review