Thèse Diversité et Fonctionnement des Communautés Métallicoles Herbacées en Europe H/F - Université de Bordeaux

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences et environnements
Laboratoire de recherche : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux
Direction de la thèse : Florian DELERUE ORCID 0000000298095321
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-27T23:59:59

Les écosystèmes métallifères spontanés (comme sur les roches serpentiniques) ou d'origine anthropique (en lien avec l'exploitation minière des métaux) sont à l'interface de plusieurs enjeux (1) : i) des enjeux liés à la biodiversité et à sa conservation, puisque les communautés présentes sont uniques, avec de nombreuses espèces endémiques ayant des adaptations physiologiques spécifiques liées à une forte exposition aux métaux/métalloïdes potentiellement toxiques (2) ; ii) puis des enjeux sanitaires, en particulier sur les résidus miniers, où la végétation peut jouer un rôle primordial pour limiter le transfert de particules contaminées vers l'environnement proche.
Ces deux dernières décennies ont vu des avancées majeures en écologie montrant le lien entre la diversité fonctionnelle végétale et l'amélioration du fonctionnement des écosystèmes (3). Ces améliorations sont dues à une augmentation de la productivité, mais aussi à une augmentation en cascade de la biodiversité à toutes les échelles trophiques (4). Dans le cadre des sols contaminés, une meilleure productivité permet d'envisager une optimisation du couvert végétal, limitant les transferts de poussières contaminées, mais aussi les transferts verticaux de contaminants vers la nappe phréatique (5). Ces améliorations des fonctions écosystémiques reposent sur des effets de complémentarité entre des espèces fonctionnellement différentes, qui exploitent des ressources différentes, mais aussi sont engagées dans des interactions de type facilitation (6).
Cependant, la diversité fonctionnelle des écosystèmes métallicoles reste très peu connue, ainsi que l'amélioration effective des services attendus (limitation des transferts de contaminants) dans un cadre de gestion de ces milieux. Pour répondre à ce manque de connaissances, le projet de thèse s'appuiera sur trois axes de recherches :
1.La diversité fonctionnelle des communautés herbacées métallicoles en Europe sera étudiée. Pour cela, le projet s'appuiera sur un travail en cours à large échelle, avec près de 30 communautés déjà étudiées à travers l'Europe. Une dizaine de communautés supplémentaires sera échantillonnée pendant la thèse (année 1), afin de s'assurer de couvrir l'ensemble de l'espace biogéographique européen. En effet, s'il est attendu que la diversité fonctionnelle dans ces écosystèmes contraints soit limitée (en raison d'un filtre environnemental fort), nous faisons l'hypothèse que ce filtre environnemental est surtout marqué dans les systèmes anthropisés fortement contaminés. Dans le cas des milieux serpentiniques, le filtre environnemental pourrait être davantage lié aux conditions climatiques, et moins au substrat (7).
2.Si la diversité fonctionnelle dans les systèmes contraints peut être limitée par un filtre environnemental fort, nous faisons aussi l'hypothèse que la facilitation entre plantes (souvent démontrée dans les écosystèmes contraints (8)) améliore la diversité fonctionnelle. Au sein des 40 communautés étudiées, 6 seront choisies en année 2 (3 sur sols serpentiniques, 3 sur sols miniers) pour étudier les interactions entre plantes. Pour cela, l'analyse de la distribution spatiale des espèces les unes par rapport aux autres permettra de détecter la facilitation si elle opère (9), ainsi que de mesurer son effet sur la diversité fonctionnelle in situ.
3.Dans une dernière tâche, le projet de thèse utilisera des mésocosmes déjà construits sur un ancien site minier en Ariège. A partir de la connaissance déjà acquise de la diversité fonctionnelle des espèces métallophytes présentes (7), des mélanges plus ou moins diversifiés seront installés (années 1 à 3). Le développement du couvert végétal sera suivi, ainsi que la contamination des eaux gravitaires d'écoulement, avec l'hypothèse que les mélanges les plus diversifiés amélioreront davantage les paramètres suivis. Ces mésocosmes permettront aussi de mesurer les processus de facilitation interspécifique.

L'équipe de recherche dans laquelle s'inscrit cette thèse mène des projets sur le fonctionnement des écosystèmes métallifères, inspirés des concepts écologiques développés dans les écosystèmes contraints. Après un premier financement ANR dédié à l'étude des interactions entre plantes dans ces milieux (https://sixp.inria.fr/en/), un deuxième a été récemment acquis s'intéressant spécifiquement à la question des espèces hyperaccumulatrices de métaux. Cette thèse explore une autre dimension de ces écosystèmes, celle de la diversité fonctionnelle. Le fonctionnement de cette thèse est cependant assuré par le financement ANR.

1. Caractériser les facteurs contrôlant la diversité fonctionnelle dans les communautés herbacées métallicoles (filtre environnemental vs facilitation).
2. Tester l'usage de la diversité fonctionnelle pour augmenter la productivité végétale et limiter les transferts de contaminants en zones fortement contaminées par les activités minières

Les méthodes employées sont multiples : les méthodes standardisées de mesures des traits fonctionnels, ainsi que les méthodes d'analyse de cette diversité (basé sur les analyses de distribution de traits) ; les méthodes d'analyses bi-variées de la répartition spatiale des individus pour détecter la possible facilitation ; les méthodes d'expérimentations « Biodiversity Ecosystem Functioning » pour la partie appliquée de la thèse.

Les compétences et connaissances suivantes sont attendues ou seront à développer :
-Titulaire d'un master 2 en écologie ou équivalent ;
-Langue anglaise : niveau B2 minimum, niveau C1 ou C2 apprécié, en lien avec la communication avec des partenaires étrangers ;
-Connaissance approfondie en écologie fonctionnelle et en méthodes de mesures des traits fonctionnels aériens et racinaires ;
-Participation à l'encadrement des étudiants en stage (jusqu'à niveau M2) ;
Compétences comportementales attendues :
-Gout pour le travail de terrain. Endurance physique pour les campagnes de terrain, dans des conditions parfois difficiles (terrain de montagne, zones éloignées d'infrastructures) ;
-Rigueur pour le travail analytique au laboratoire, qui prendra une part importante du temps de travail ;
-Communication facile et ouverte avec divers interlocuteurs (possiblement en anglais) dont des chercheurs étrangers ;
-Permis de conduire B pour la réalisation des campagnes de terrain.