Traits mécaniques racinaires d’espèces végétales rivulaires

En bref

• Cadre : stage de fin d’études, Master 2 STS Gestion de l’environnement, parcours Écologie des milieux de montagne, Université Savoie Mont-Blanc
• Période : 2 février – 31 juillet 2026 (6 mois)
• Structure d’accueil : INRAE Lyon-Grenoble, unité LESSEM (Laboratoire Écosystèmes et Sociétés En Montagne), Saint-Martin-d’Hères (38) ; essais mécaniques à l’UMR AMAP, Montpellier
• Projet de recherche : INVAROOT
• Encadrement : Fanny Dommanget, ingénieure-chercheuse en écologie végétale
• Livrables : rapport de stage et soutenance

Résumé

Les systèmes racinaires des plantes rivulaires jouent un rôle majeur dans la stabilisation des berges, mais les différences fonctionnelles entre espèces indigènes et espèces exotiques envahissantes restent encore peu documentées. Cette étude vise à comparer les traits mécaniques racinaires et les stratégies d’allocation de biomasse de cinq espèces ligneuses rivulaires. Des essais de traction ont été réalisés sur des racines absorbantes et de transport afin de mesurer la charge maximale, la résistance à la traction et la déformation maximale avant la rupture des racines, extraites de boutures cultivées en conditions contrôlées. Des analyses statistiques ont ensuite été conduites. Les résultats montrent des différences significatives entre espèces pour l’ensemble des propriétés mécaniques étudiées. Les racines de transport présentent globalement une charge maximale et une résistance à la traction supérieures à celles des racines absorbantes, bien que cette différence varie selon les espèces. Les observations des systèmes racinaires révèlent également des stratégies contrastées de développement et d’allocation de biomasse. En revanche, aucune tendance générale ne permet de distinguer systématiquement les espèces exotiques envahissantes des espèces indigènes, les différences observées semblant davantage refléter des stratégies propres aux espèces. Ces résultats soulignent l’intérêt d’une approche fondée sur les traits fonctionnels pour mieux comprendre le rôle des espèces végétales dans les processus de stabilisation des berges.

Contexte et question

Les racines des plantes de berge retiennent le sol face à l’érosion : c’est l’un des principes du génie végétal. Or les berges de l’Isère sont aussi fortement colonisées par des espèces exotiques envahissantes (EEE). Le stage visait à comparer les racines d’espèces ligneuses indigènes et envahissantes : leur résistance mécanique, leur croissance et la façon dont elles répartissent leur biomasse.

Hypothèse : les espèces exotiques envahissantes ont des systèmes racinaires différents de ceux des espèces indigènes (croissance, allocation de biomasse, résistance mécanique), ce qui modifierait leur capacité à stabiliser les berges.

Espèces étudiées

• Indigènes : saule pourpre (Salix purpurea), peuplier noir (Populus nigra), sureau noir (Sambucus nigra)
• Exotiques envahissantes : érable negundo (Acer negundo), buddléia de David (Buddleia davidii)

Le robinier faux-acacia et le troène, prévus au départ, ont été écartés : leurs boutures n’ont presque pas repris.

Méthodes

• Culture : boutures prélevées en mars sur les berges de l’Isère, 20 par espèce, en pots (un tiers de sable, deux tiers de terreau), cultivées deux mois en phytotron (chambre de culture à conditions contrôlées)
• Essais de traction sur 111 racines : diamètre mesuré au microscope, puis charge maximale, résistance à la traction et déformation avant rupture, en distinguant racines absorbantes et racines de transport
• Biomasse : séchage à l’étuve et pesée des parties aériennes et racinaires
• Statistiques sous R : modèles linéaires généralisés mixtes, analyse en composantes principales (ACP), corrélations de Spearman, comparaisons deux à deux (Tukey)

Résultats

• Chaque espèce a sa stratégie : l’érable negundo et le sureau supportent les charges les plus fortes ; le saule pourpre a les racines les plus résistantes et les plus capables de s’étirer sans casser.
• Le diamètre compte beaucoup : plus une racine est épaisse, plus elle supporte de force (corrélation ρ = 0,86).
• Racines de transport plus solides que les racines absorbantes chez les cinq espèces ; chez l’érable, le peuplier et le saule, leur tissu est aussi plus résistant.
• Allocation de biomasse contrastée : le peuplier noir investit le plus dans ses racines, l’érable negundo davantage dans ses parties aériennes.
• Pas de différence systématique entre espèces envahissantes et indigènes : les écarts tiennent aux espèces plutôt qu’à leur statut. Le buddléia, excellent colonisateur, n’a pas les racines les plus résistantes.

Perspectives

Passer de la racine isolée à la berge : mesurer l’architecture complète des systèmes racinaires (analyse d’images, rhizotrons), tester la résistance à l’érosion de sols végétalisés dans un canal d’écoulement, puis vérifier ces résultats sur le terrain.

Compétences mobilisées

• Conception et conduite d’un protocole expérimental (bouturage, culture en phytotron)
• Essais mécaniques de traction, mesures au microscope, mesures de biomasse
• Statistiques sous R (modèles mixtes, ACP ; packages lme4, emmeans, DHARMa, FactoMineR, ggplot2)
• Traits fonctionnels racinaires, génie végétal, espèces exotiques envahissantes
• Synthèse bibliographique, rédaction et soutenance

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