Sujet Master émission N2O Sols

Sujet de M2 « Hydromorphie des sols et conséquences sur les émissions de N2O »

Les sols argilo-calcaires des collines molassiques de la région Occitanie possèdent des spécificités liées à leur matériau parental hétérogène, riche en phyllosilicates et en carbonates, avec des passées sableuses. Présentant des perméabilités générales faibles, ces sols sont sujets à des processus d’érosion intense accentuée par une agriculture intensive. La thèse de B. Trochon vise à élucider les propriétés physiques des sols en travaillant d’une part sur la déformation de l’espace poral visible sur le terrain avec l’apparition de fentes de retrait à la fin de l’été, et d’autre part sur la saturation de cet espace poral générant de l’hydromorphie. Les conditions anoxiques qui s’en suivent favorisent l’émission de GES, en particulier N2O. Adossé à cette thèse, ce stage de master vise à préciser quelques points sur les modalités d’engorgement des sols et leurs conséquences sur les émissions de N2O. Il bénéficiera aussi du cadre programmatique de l’EC2CO SEPSOL. Deux sites expérimentaux ont été retenus, l’un est en sol calcaire (AurCa), l’autre est décarbonaté, parcelle dite « Auradé Flux » (AurFlux).

Tâches à réaliser et résultats attendus
Mesures complémentaires menées en laboratoire : Pour calculer la porosité du sol, généralement la masse volumique des particules élémentaires de sol (ρr) est fixée à celle du Quartz (2,65 g cm-3), or ces sols sont plus ou moins riches en calcite. Ce stage donnera l’occasion de vérifier la valeur de ρr, à l’aide d’un pycnomètre, pour différentes teneurs en CaCO3 et en matière organique, ce qui n’est pas documenté à ce jour, par la littérature. De plus, les relations Ѳ = f(pF) seront établies pour les horizons de profondeur, en utilisant les plaques de Richards, de manière à quantifier le volume poral susceptible de contribuer au transfert de N2O.

Traitement de données déjà acquises : Dans la parcelle AurFlux, les émissions de N2O sont suivies en continue depuis 2012 par des chambres statiques et automatiques. Le traitement des données acquises jusqu’en 2016 (réalisé dans le cadre de la thèse de B. Trochon) montre que des microvariations de l’engorgement de ces sols ont des effets significatifs sur les flux de N2O émis. Si la production de N2O est favorisée par des fortes SWC (soil water content), c’est la proportion de AFPS (Air-filled pore space) qui favorise l’émission de N20. Ce traitement des données d’humidité des sols et d’émission de N2O devra être poursuivi jusqu’à l’année 2021 afin de préciser les variations temporelles du volume poral des sols et les relations entre N2O émis et AFPS.

Mesures complémentaires menées sur le terrain : Dans la parcelle AurCa, les émissions de N2O seront relevées sur 5 points de mesure, grâce à l’utilisation d’un analyseur de gaz portable. La fréquence de ces relevés sera 1 fois par quinzaine dans la période hivernale où les émissions seront faibles et plus resserrées, au printemps, dès que les températures vont augmenter. A chacune de ces dates, des bougies poreuses installées sur ces sites permettront de prélever les solutions de sols de façon à y doser les différentes formes de l’azote ainsi que l’isotope 15N, sensible au fractionnement lors du processus de dénitrification. Le dosage du 15N fera l’objet d’une mise au point méthodologique préalable.

La finalité du travail est d’expliciter les émissions de N2O d’une part en fonction de la disponibilité des formes réductibles de l’azote du sol et du degré d’engorgement des sols. Ces mesures permettront de valider les paramètres du modèle DNDC décrivant les processus, en collaboration avec le doctorant travaillant sur la spatialisation des propriétés hydromorphes des sols de la région.

Compétences attendues :
Ce stage s’adresse à un·e étudiant·e en Master 2 ou en projet de fin d’étude d’un diplôme d’ingénieur. Le·la candidat·e devra avoir des compétences en science du sol, en chimie environnementale et devra être motivé·e pour aborder la question de la biologie des sols. Des compétences en SIG seraient également appréciées. Enfin, le·la candidat·e devra avoir un goût certain pour le terrain et le travail en équipe et maîtriser l’anglais à l’oral et à l’écrit.

Conditions d’accueil :
Encadrement : Maritxu Guiresse (PR INPT-ENSAT, laboratoire Ecologie fonctionnelle et envrionnement, équipe EcoBiz) et Vincent Bustillo (MCF Université Paul Sabatier site IUT d’Auch, laboratoire CESBIO)
Laboratoire d’accueil : laboratoire Écologie Fonctionnelle et Environnement (EcoLab), Avenue de l’Agrobiopole, BP 32607 Auzeville Tolosane, 31326 Castanet Tolosan cedex

Durée du stage : 6 mois entre janvier et juillet 2022
La gratification est le montant habituel: 591.78 € brut
Le·la candidat·e bénéficiera de l’appui, d’une part, du CESBIO (Vincent Bustillo et Tiphaine Tallec) et d’autre part du laboratoire Écologie Fonctionnelle et Environnement (Maritxu Guiresse).

Pour postuler
CV et lettre de motivation à envoyer à maritxu.guiresse@ensat.fr ou à vincent.bustillo@iut-tlse3.fr.
Date limite de candidature : 26 Novembre 2021