Soutenance de thèse de Rima BOU MELHEM

Les tourbières tempérées sont devenues des sources croissantes de gaz à effet de serre (GES) à la suite du drainage et de perturbations anthropiques de longue durée. Les tourbières dégradées pouvant contribuer jusqu’à ~5–10 % des émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂), leur restauration constitue une stratégie majeure d’atténuation climatique. Toutefois, le bilan climatique net dépend à la fois du succès de la récupération de la nappe phréatique et des types fonctionnels de plantes (PFT) qui s’établissent après la remise en eau. Les PFT régulent les dynamiques couplées du CO₂ et du méthane (CH₄) via des mécanismes plante–sol distincts liés à la chimie de la litière, à la structure tissulaire, à l’activité racinaire et aux interactions rhizosphériques, contrôlant la qualité des substrats, les processus microbiens et les voies de transport des gaz. Ces traits fonctionnels modulent ainsi la décomposition de la matière organique et le cycle du carbone (C). En utilisant la tourbière de La Guette comme étude de cas multi-échelle, ce travail examine comment la remise en eau et la composition fonctionnelle de la végétation façonnent conjointement les bilans CO₂–CH₄. L’approche combine une expérimentation de terrain in situ testant différentes stratégies de restauration et une expérimentation ex situ en mésocosmes, échantillonnant des assemblages naturels de PFT dans la partie hydrologiquement restaurée du site (Sphagnum, graminées et arbustes). Les objectifs étaient (i) d’évaluer le potentiel des traitements de restauration à réduire les émissions de GES et (ii) d’isoler le rôle des assemblages naturels de PFT (bryophytes, graminées, arbustes et mélanges) sur les flux de GES et les bilans de carbone. À l’échelle du site, la restauration hydrologique mise en œuvre en février 2014 a entraîné une remontée durable de la nappe phréatique en station aval, tandis que le décapage des 5 cm superficiels a éliminé Molinia caerulea et favorisé la réinstallation des Sphagnum après réintroduction de fragments. Le décapage a réduit les émissions et, combiné à la réintroduction de Sphagnum en zones réhumidifiées, a conduit à la plus forte atténuation des GES. Les émissions de CH₄ ont augmenté après la remise en eau, mais cette hausse est restée compensée par une diminution plus importante des émissions de CO₂. Les mésocosmes ont montré que tous les assemblages végétaux, à l’exception de ceux dominés exclusivement par les Sphagnum, demeuraient des sources nettes, tout en révélant un gradient fonctionnel marqué entre PFT. Les communautés dominées par les Sphagnum présentaient la respiration écosystémique la plus faible, tandis que les assemblages à graminées et arbustes montraient un cycle du carbone plus actif et des modifications de la chimie des eaux interstitielles (acidité et force ionique accrues, baisse de l’azote total et hausse du carbone organique dissous). Contrairement à de nombreuses études, les émissions de CH₄ n’étaient pas minimales dans les assemblages exclusivement bryophytiques ; la présence de graminées était associée à une réduction des flux de CH₄. Les tests de modélisation ont montré que la température du sol expliquait mieux la respiration écosystémique (Reco) que la température de l’air, cette dernière sous-estimant la Reco nocturne, tandis que les modèles de CH₄ restaient peu performants, suggérant des contrôles supplémentaires non mesurés. Dans l’ensemble, ces résultats montrent que la restauration efficace des tourbières repose sur la récupération hydrologique et une gestion active de la végétation, la proportion relative des PFT façonnant fortement les bilans CO₂–CH₄ post-restauration. L’intégration d’expérimentations de terrain, de mésocosmes et de modélisation éclaire les interactions végétation–hydrologie et les conditions permettant aux tourbières restaurées de retrouver une fonction de puits de carbone.