Restauration écologique d’une pelouse sèche méditerranéenne (La plaine de La Crau, Sud-Est de la France) : du génie civil au génie écologique

par Adeline Bulot

Thèse de doctorat en Sciences et agrosciences

Sous la direction de Thierry Dutoit.

Thèses en préparation à Avignon , dans le cadre de Sciences et agrosciences depuis le 01-09-2011 .


  • Résumé

    L’objectif principal de la thèse a été d’expérimenter de nouvelles techniques en ingénierie écologique afin de restaurer le sol et la végétation d'une pelouse sèche méditerranéenne sub-steppique, détruite suite à une fuite d'hydrocarbures (plaine de La Crau, Bouches-du-Rhône, France). Après évacuation des terres polluées en décharge, un transfert de sol a été réalisé au printemps 2011 en procédant à une translocation directe, selon un ratio 1/1 avec respect ou non de l’organisation verticale des principaux horizons du sol. Après trois années de suivis, nous avons pu mettre en évidence l’importance de prendre en considération différentes composantes (sol, végétation, myrmécofaune) de l'écosystème, et surtout leurs interactions, pour mieux évaluer à l'avenir la réussite d'opérations de restauration écologique. Ainsi, nous avons mesuré que la régénération du sol en ce qui concerne les paramètres physico-chimiques et biologiques pouvait être rapide pour certains d'entre eux, comme c’est le cas pour la biodégradation du carbone et de la biomasse bactérienne, mais beaucoup plus lente pour d'autres comme c’est le cas pour le rétablissement des échanges verticaux entre les horizons dans le profil de sol. De même, la régénération de la végétation steppique a été atteinte à très court terme (trois années) concernant sa richesse, sa diversité spécifique, et sa similarité de composition avec la steppe de référence mais au prix d'interventions de restauration à fort coût économique et environnemental (destruction du milieu donneur). C'est pourquoi, la fourmi moissonneuse Messor barbarus est apparue comme un ingénieur des écosystèmes potentiel pour compléter le travail entrepris en accélérant la redistribution des graines viables, et ainsi en restaurant la structuration de la végétation qui fait encore défaut. En effet, cette fourmi concentre localement certaines graines par la construction de dépotoirs aux entrées de leur nid et d’augmente la richesse spécifique de la végétation dans l’écosystème de référence lorsque les dépotoirs sont naturellement détruits au cours de l’hiver. Un suivi de la recolonisation naturelle des fourmis et une expérimentation originale de transfert de reines fondatrices, de l'écosystème de référence vers l'écosystème à restaurer, ont également montré, que lorsque l’habitat n’était pas favorable à la recolonisation naturelle de Messor barbarus, la transplantation permettait d'obtenir d’excellents résultats sur le taux de survie des fourmis transférées. Il sera cependant encore nécessaire de poursuivre ces suivis pendant quelques années pour valider in fine le rôle positif des fourmis vis-à-vis de la restauration de la structuration spatiale de la communauté végétale steppique.

  • Titre traduit

    Ecological restoration of a Mediterranean dry grassland (The plain of La Crau, South-Eastern France) : from civil engineering to ecological engineering


  • Résumé

    The main objective of the thesis was to experiment new techniques of ecological engineering to restore the soil and the vegetation of a mediterranean sub-steppe dry grassland, destroyed by an oil leak (plain of La Crau, Bouches-du-Rhône, France). After evacuation of the polluted soil in a specialized dump, soil was transferred in spring 2011, by direct translocation, at a 1:1 ratio and keeping or not of the vertical organization of the soil main layers. After three years of monitoring, we were able to highlight the importance of taking into account different components (soil, vegetation, myrmecofauna) of the ecosystem, and especially their interactions to better assess the future success of ecological restoration operations. We found that soil regeneration for physico-chemical and biological parameters, could be quick for some of them (carbon biodegradation, microbial biomass) but much slower for others (recovery of vertical exchanges between layers in the soil profile). Similarly, the regeneration of the steppe vegetation was reached in the short term (three years) concerning its species richness, its species diversity and its similarity of composition with the reference steppe, but at high economic and environmental costs (destruction of the donor site). Then, the harvester ant Messor barbarus was considered as a potential ecosystem engineer which can complement the undertaken restoration works by accelerating the redistribution of viable seeds. Indeed, our results showed that, by the construction of refuse piles, this ant allowed the reference ecosystem to locally concentrate some seeds and increase vegetation species richness, where the refuse piles were naturally destroyed during the winter. The monitoring of the natural recolonization of ants and a new experimental protocol of transfer of founding queens, from the reference ecosystem to the restored ecosystem, also showed, that when the habitat was not conducive for the natural recolonization of Messor barbarus, transplantation achieved excellent results in the survival rate of transferred ants. However, the monitoring will have to be pursued for several years to validate the positive role of ants on the restoration of the spatial structure of the steppe plant community.