Contexte et objectifs
Le cormier, Cormus domestica L., est une essence d’arbre thermophile présente dans une large gamme de conditions climatiques au nord du bassin méditerranéen. Alors que les recherches se sont longtemps centrées sur les différences entre espèces, les travaux récents montrent que la diversité des réponses au sein d’une même espèce, liée à la plasticité phénotypique, à l’adaptation locale ou à la diversité génétique, peut fortement influencer la résistance, la croissance et la résilience des populations forestières. Les variations intraspécifiques des traits fonctionnels sont désormais reconnues comme une composante majeure de la réponse des arbres au changement climatique, en particulier face à l’intensification des sécheresses et des événements extrêmes. Les traits hydrauliques, foliaires et architecturaux apparaissent notamment comme des indicateurs clés des stratégies d’acquisition et de conservation des ressources en eau. Par ailleurs, si de nombreux traits fonctionnels ont été étudiés séparément au cours des dernières décennies, un enjeu important réside aujourd’hui dans la compréhension de leur coordination au sein des individus et des populations. Les relations entre architecture aérienne et souterraine, fonctionnement hydraulique, anatomie du bois, traits foliaires et dynamique de croissance restent encore insuffisamment documentées, en particulier chez les espèces peu étudiées. L’analyse intégrée de ces différents compartiments est pourtant essentielle pour mieux comprendre les compromis fonctionnels qui sous-tendent les stratégies d’adaptation des arbres face au stress hydrique et aux changements environnementaux.
Le cormier est l’un des trois modèles d’étude du projet DoForChange (PEPR FORESTT) qui analyse les interactions socio-écologiques entre les espaces agricoles et forestiers ; ces interconnexions, peu considérées dans les politiques publiques et les pratiques de gestion très sectorielles, impactent pourtant fortement la diversité, la résilience et la gouvernance de nombreuses essences d’arbres et des forêts qui les abritent. Le cormier est ainsi en déclin à l’échelle européenne (https://www.euforgen.org) alors qu’il suscite un regain d’intérêt pour diversifier et améliorer la résilience des socio-écosystèmes forestiers et agrofo-restiers.
Le projet de thèse mobilisera différents dispositifs expérimentaux pour répondre aux objectifs suivants :
1) Produire une première évaluation du potentiel d’adaptation du cormier à la sécheresse. Divers processus sont susceptibles d’influencer l’adaptation locale des arbres : un déficit de sélection divergente, un flux de gènes important entre sites, des changements forts et rapides de l’environnement ou une faible diversité génétique. Ces processus déterminent le devenir des espèces ainsi que les modalités de gestion et d’usage de leurs ressources génétiques. Dans le cadre de la thèse, l’étude de l’adaptation locale sera basée sur la comparaison des performances et des traits fonctionnels de différentes provenances en lien avec les conditions climatiques de leur région d’origine.
2) Identifier les mécanismes écophysiologiques qui sous-tendent la résistance à la sécheresse du cormier et ses éventuelles variations entre provenances. Le cormier constituera un modèle d’étude pour mieux comprendre comment les traits fonctionnels impliqués dans la résistance à la sécheresse covarient entre différentes populations d’une même espèce, et comment ils répondent de façon coordonnée ou non à un gradient de ressource hydrique. La thèse explorera en particulier la coordination entre les traits hydrauliques, qui sont au cœur des mécanismes d’adaptation à la sécheresse, les traits liés à la gestion du carbone, et les traits phénologiques et architecturaux, qui sous-tendent le développement et la croissance.
Méthodes
Le travail proposé s’appuiera sur trois dispositifs expérimentaux complémentaires, permettant d’étudier la variabilité phénotypique du cormier à différentes échelles spatiales et temporelles, ainsi que dans des contextes environnementaux contrastés.
– Stations forestières : Depuis 1990, des inventaires nationaux et des travaux de génétique des populations (en cours) ont permis d’identifier plusieurs bassins forestiers abritant des populations différenciées de cormier. Sur cette base, un réseau de placettes forestières sera mis en place en France, ainsi que dans le nord de l’Espagne. Ces placettes permettront de caractériser la structure et la dynamique des populations naturelles (densité, structure diamétrique, régénération) ainsi que leur diversité phénotypique, principalement à travers des traits foliaires et des propriétés du bois. Les relations entre variation phénotypique, conditions environnementales locales et structure génétique des populations seront analysées afin d’identifier les principaux facteurs associés à l’adaptation locale.
– Réseau de parcelles comparatives INRAE : Ce réseau de 15 parcelles expérimentales a été installé en 1995 dans plusieurs régions françaises afin d’évaluer l’acclimatation de différentes populations de cormier dans des contextes climatiques contrastés. Les données rétrospectives de croissance, sur une période de 30 ans constitueront une ressource particulièrement intéressante pour comparer les effets du climat sur les trajectoires de croissance des différentes provenances. De nouvelles mesures de traits fonctionnels (bois, feuilles) et architecturaux seront réalisées afin d’évaluer la variabilité intraspécifique et la plasticité phénotypique des populations. Ces données permettront de relier les réponses fonctionnelles observées aux trajectoires de croissance déjà documentées. Le dispositif présente également l’intérêt de disposer de données historiques détaillées, offrant une perspective temporelle rare pour cette espèce.
– Expérimentation de type “jardin commun” à Montpellier : Cette expérimentation a été installée et instrumentée en 2024 sur le terrain expérimental du CEFE. Elle comprend près de 1 500 arbres issus d’origines génétiques et géographiques variées, soumis à trois régimes hydriques contrastés : exclusion de pluie, irrigation et témoin. Ce dispositif permettra d’évaluer de manière intégrée la variabilité intraspécifique et la plasticité des réponses du cormier au stress hydrique, en combinant des approches architecturales, morpho-anatomiques, écophysiologiques et hydrauliques. La proximité du site facilitera la mise en œuvre de suivis fréquents et de mesures fines, notamment pour caractériser les réponses dynamiques aux épisodes de sécheresse.
L’articulation de ces trois dispositifs permettra d’aborder les questions de variabilité phénotypique et d’adaptation au changement climatique selon des grains d’observation complémentaires, depuis les populations naturelles jusqu’aux expérimentations contrôlées. Par ailleurs, plusieurs accessions étant communes entre les dispositifs, les comparaisons entre conditions in situ et ex situ seront particulièrement développées afin d’analyser la part respective des effets génétiques et environnementaux dans les réponses observées. L’étudiant.e sera amené.e à ce titre à collaborer avec les équipes de génétique et d’expérimentation forestière de l’URFM et de l’UEFM.
Conditions matérielles de réalisation du projet de recherche
L’étudiant.e. sera accueilli dans les locaux de l’UMR AMAP (Montpellier) avec des déplacements fréquents sur le site expérimental situé sur le campus du CEFE (CNRS) à Montpellier. Des missions de courte durée seront à prévoir en France et en Espagne pour la caractérisation fonctionnelle in situ des arbres représentatifs des principales populations de cormier et des parcelles comparatives du réseau INRAE (voir méthodes). L’instrumentation requise pour les mesures de traits hydrauliques, physiologiques et morpho-anatomiques est disponible à l’UMR AMAP.
Le salaire et les frais de fonctionnement de la thèse seront pris en charge par le Cirad dans le cadre du projet DoForChange (PEPR FORESTT 2025-2029). A ce titre, l’étudiant.e participera aux réunions et ateliers du projet, et sera amené à présenter régulièrement l’avancée de ses travaux à l’équipe et partenaires qui travaillent sur le cormier et à l’ensemble du consortium. Il.elle contribuera à l’encadrement des étudiant.e.s en Master recrutés par le projet sur sa thématique de travail. Il ou elle participera également à l’animation de l’UMR AMAP (séminaire, journées des doctorant.es).
Profil du candidat
Le ou la candidat.e doit être titulaire d’un Master (ou équivalent) en écologie ou en sciences forestières et montrer un goût prononcé pour le travail en équipe (communication, organisation), le terrain en forêt, et pour les approches expérimentales (mesures à l’extérieur et au laboratoire). En outre, il.elle devra avoir une bonne maîtrise des méthodes et outils statistiques (logiciel R) et une aisance rédactionnelle en français et anglais (articles scientifiques). Le permis B est requis.
Direction et encadrement
La thèse sera dirigée par Eric-André Nicolini (CIRAD) et encadrée par Marilyne Laurans (CIRAD) et Karim Barkaoui (CIRAD), chercheur.e.s en biologie et architecture de l’arbre et en écologie fonctionnelle à l’UMR AMAP.
Pour candidater
Envoi d’un cv et d’une lettre de motivation à l’équipe encadrante (karim.barkaoui@cirad.fr ; marilyne.laurans@cirad.fr; eric.nicolini@cirad.fr). Une lettre de recommandation de la part d’un.e encadrant.e de stage ou d’un.e professeur.e du cursus académique serait la bienvenue. Les candidatures seront évaluées au fil de l’eau. Un entretien sera programmé après l’évaluation du dossier de candidature par l’équipe encadrante.
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