Avis de soutenance Thèse
de Emma Belaud, réalisée au sein de l'UMR Eco&Sols à Montpellier, et intitulée
"L'écologie du sol à l'ère du numérique : enjeux et apports du suivi automatisé de la biodiversité édaphique"
La soutenance se déroulera :
Le vendredi 28 août à 14h
Institut Agro, Campus de la Gaillarde, 2 place Pierre Viala 34060 Montpellier
Amphi 206 - Bâtiment 9
La présentation sera réalisée en français. Le support de présentation sera en anglais.
Il sera également possible de suivre la présentation à distance en utilisant le lien Zoom suivant :
https://institut-agro.zoom.us/j/98170498499
Composition du jury :
Sébastien Barot, Directeur de recherche, IEES, IRD, Rapporteur
Catherine Picon-Cochard, Directrice de recherche, UREP, INRAE, Rapportrice
Thibaud Decaëns, Professeur, CEFE, Université de Montpellier, Examinateur
Sara Si-Moussi, Chaire de professeur junior, LECA, CNRS, Examinatrice
Mickael Hedde, Directeur de recherche, ECO&SOLS, INRAE, Directeur de la thèse
Christophe Jourdan, Directeur de recherche, ECO&SOLS, CIRAD, Directeur de la thèse
Résumé de la thèse :
À l'heure où les révolutions technologique et numérique transforment en profondeur les pratiques scientifiques, l'écologie du sol dispose aujourd'hui de nouvelles opportunités pour surmonter les contraintes inhérentes aux méthodes d'observation traditionnelles - en particulier dans le domaine du suivi de la biodiversité.
Cette thèse explore cette perspective à travers le développement et le déploiement d'une méthode innovante de suivi in situ de la biodiversité des sols par imagerie, et en interroge le potentiel pour répondre à des questions écologiques ciblées.
Ce travail poursuit deux objectifs principaux : (i) concevoir un dispositif autonome et faiblement intrusif permettant d'enregistrer automatiquement in situ l'activité des organismes du sol - invertébrés et racines - et (ii) mobiliser cet outil pour tester des hypothèses écologiques jusqu'ici difficiles à aborder faute de moyens d'observation adaptés. La méthode repose sur une technologie d'imagerie optique automatisée produisant des séries temporelles à haute résolution spatiale et temporelle, couplée à des pipelines d'analyse intégrant des modèles d'apprentissage profond.
Le déploiement de cette méthode sur le terrain permet d'examiner plusieurs dimensions clés de l'organisation de l'activité édaphique. Sur le plan temporel, les résultats révèlent une instabilité des réponses de la faune aux contraintes de gestion anthropique, suggérant que la résilience des communautés du sol est une propriété éminemment contextuelle et dynamique. Sur le plan spatial, ils démontrent l'influence directe des structures racinaires et de leur activité sur la distribution des invertébrés à très fine échelle au sein de la matrice du sol, suggérant une extension possible du concept de rhizosphère à ces organismes.
En combinant innovation technologique et démarche écologique, cette thèse lève un verrou méthodologique majeur, ouvrant un accès inédit à la vie édaphique in situ et de nouvelles perspectives pour questionner de l'organisation biologique dans le sol.
Mots clés : Activité édaphique, Imagerie in-situ, Interactions biologiques, Dynamiques temporelles, Patrons spatiaux, Multi-échelle
Abstract
As technological and digital revolutions profoundly reshape scientific practices, soil ecology is now presented with unprecedented opportunities to overcome the constraints inherent to traditional observation methods—particularly in the field of biodiversity monitoring. This thesis explores this perspective through the development and deployment of an innovative in situ soil biodiversity monitoring method based on imaging, and interrogates its potential to address targeted ecological questions.
This work pursues two primary objectives: (i) designing an autonomous and minimally intrusive device capable of automatically recording in situ activity of soil organisms -specifically invertebrates and roots - and (ii) mobilizing this tool to test ecological hypotheses that have hitherto remained elusive due to a lack of suitable observation techniques. The method relies on automated optical imaging technology generating high spatio-temporal resolution time series, coupled with analytical pipelines incorporating deep learning models.
Field deployment of this method enables the examination of several key dimensions of edaphic activity organization. Temporally, the findings reveal instabilities in faunal responses to anthropogenic management constraints, suggesting that the resilience of soil communities is an eminently contextual and dynamic property. Spatially, the results demonstrate the direct influence of root structures and their activity on the fine-scale distribution of invertebrates within the soil matrix, suggesting a potential extension of the rhizosphere concept to these organisms.
By combining technological innovation with ecological inquiry, this thesis overcomes a major methodological barrier, providing unprecedented access to edaphic life and opening new perspectives for the study of biological organization in soil.
Keywords: Edaphic activity, In-situ imaging, Biological interactions, Temporal dynamics, Spatial patterns, Multi-scales