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Le jury était composé de Claire Damesin (Professeure, Université de Paris Saclay), Marie Gosme (Chargée de recherche INRAE, Montpellier), Alexia Stokes (Directrice de recherche INRAE, Montpellier), Damien Bonal (Directeur de recherche INRAE, Nancy), Pierrick Priault (Maitre de conférence, Université de Lorraine) et Nicolas Marron (Chargé de recherche INRAE, Nancy).

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Résumé de la thèse : Les plantations d’espèces à croissance rapide (par exemple les peupliers, les saules, les eucalyptus) sont largement utilisées pour l’approvisionnement en biomasse. Cependant, ces plantations sont souvent des systèmes monospécifiques et sont généralement très consommatrices en ressources. C’est notamment le cas des plantations des espèces appartenant au genre Populus, pouvant être cultivées en conditions de culture intensive, qui utilisent des quantités importantes d’eau et d’azote pour produire de grands volumes de biomasse. Dans ce contexte, les plantations mélangées, forestières ou agroforestières, apparaissent comme une alternative intéressante aux monocultures. En effet, elles peuvent produire plus en utilisant plus efficacement les ressources indispensables à la croissance des différentes composantes du mélange en jouant sur la complémentarité entre les espèces. L’introduction d’espèces fixatrices d’azote dans ces mélanges peut également être un atout supplémentaire pour réduire les besoins en intrants azotés de synthèse.
Dans toute plantation, forestière ou agroforestière, les interactions intraspécifiques (individus d’une même espèce) ou interspécifiques (entre individus de deux espèces différentes) peuvent être négatives, positives, ou neutres. À ce jour, les interactions entre espèces qui déterminent si un mélange donné sera plus productif que les monocultures correspondantes sont encore mal comprises et les études de leur impact sur l’efficacité d’utilisation des ressources sont rares. L’objectif général des travaux de thèse a consisté à évaluer l’impact de plusieurs mélanges d’espèces, forestiers et agroforestiers, sur les performances de croissance des arbres à travers les effets sur les déterminants fonctionnels (efficiences d’utilisation des ressources), structuraux (architecture des houppiers) et phénologiques (phénologie printanière et automnale des bourgeons et des feuilles). L’hypothèse principale était que grâce à la fixation symbiotique de l’azote et à une complémentarité entre espèces, les arbres dans les mélanges seraient plus productifs et utiliseraient plus efficacement les ressources qu’en monoculture.
Cet objectif a été poursuivi sur une plantation instrumentée sur le site de La Bouzule (54), installée au printemps 2014, composée de mélanges d’espèces ligneuses (peupliers et aulnes) et herbacées (légumineuses, graminées), ainsi que les monocultures correspondantes. Le fonctionnement de trois types de mélanges comprenant des espèces fixatrices d’azote (peupliers/succession luzerne – trèfle ; peupliers/aulnes ; aulnes/succession céréales – prairie temporaire) a été comparé avec les monocultures des deux espèces ligneuses. L’originalité des travaux réside notamment dans l’alliance de l’étude de processus intervenant aux échelles de l’organe et de l’arbre pour décrire les processus d’interactions entre espèces et les performances globales des différents types de mélanges, par rapport aux monocultures correspondantes.
Les interactions entre espèces dans une plantation ne sont pas statiques mais changent au fur et à mesure que le peuplement se développe. La nature des interactions entre le peuplier et les légumineuses dans la parcelle agroforestière a évolué d’une compétition prédominante, au début de la plantation, vers une facilitation grâce à un enrichissement du sol en azote. Les performances de croissance des peupliers étaient accrues, par rapport à la monoculture, associées à une efficience d’utilisation de l’eau plus élevée qu’en monoculture ainsi qu’à une réduction de compétition entre les houppiers permettant une meilleure interception de la lumière en agroforesterie. En revanche, une efficience d’utilisation de l’eau plus élevée des peupliers associés à l’aulne qu’en monoculture n’a pas été associée à de meilleures performances de croissance des deux espèces comparativement à leurs monocultures respectives. Globalement, l’aulne n’était que très peu affecté par les mélanges.
Mots clés : plantations mélangées, agroforesterie, interactions entre espèces, déterminants de la croissance, efficience d’utilisation des ressources, peuplier

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