Contribution biogéochimique à la théorie de la biodisponibilité des éléments nutritifs et des contaminants du sol pour l'évaluation agronomique et environnementale des agroécosystèmes : Réflexion épistémologique et hétérodoxe sur une démarche scientifique

Bravin Matthieu. 2024. Contribution biogéochimique à la théorie de la biodisponibilité des éléments nutritifs et des contaminants du sol pour l'évaluation agronomique et environnementale des agroécosystèmes : Réflexion épistémologique et hétérodoxe sur une démarche scientifique. Montpellier : Université de Montpellier, 100 p. Habilitation à diriger des recherches : Université de Montpellier

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Résumé : En termes de production de connaissances scientifiques, mes travaux ont eu pour objectif d'apporter une contribution biogéochimique à l'étude de la biodisponibilité des éléments nutritifs et des contaminants dans les agroécosystèmes. Mes travaux se sont donc appuyés sur la théorie de la biodisponibilité, tout en contribuant réciproquement à son évolution à travers l'analyse critique que j'ai pu en faire à la lumière des résultats obtenus. Mes travaux se sont premièrement intéressés à la caractérisation des processus biogéochimiques se déroulant dans la rhizosphère d'espèces annuelles (i.e. le riz, Oriza sativa, et le blé dur, Triticum turgidum durum) et déterminant le transfert du sol à la plante (i.e. la phytodisponibilité) de deux éléments traces (l'arsenic et le cuivre) en contexte de contamination des sols agricoles. Un premier élargissement de mes travaux a concerné leur application à la thématique de la valorisation agricole des matières fertilisantes d'origine résiduaire (Mafor) produites localement dans une perspective de les substituer en tout ou partie aux fertilisants de synthèse souvent importés et issus ou utilisant pour leur production des ressources non renouvelables. Cet élargissement thématique s'est accompagné d'un changement d'échelle d'étude, qui a dès lors pris en compte l'ensemble de l'agroécosystème, ainsi que d'un élargissement des objets d'étude en termes d'éléments (cuivre, zinc et phosphore) et d'organismes du sol (plantes et vers de terre) considérés. Mise en oeuvre en milieu tropical et notamment sur l'île de La Réunion où j'ai travaillé dix ans, mes travaux ont également intégré un second élargissement, cette fois disciplinaire, vers les démarches d'évaluation agronomique et environnementale des agroécosystèmes. Cet élargissement s'est appuyé méthodologiquement sur la combinaison d'expérimentations réalisées sur le terrain et en conditions contrôlées de laboratoire avec une approche de modélisation. Du point de vue agronomique, je me suis intéressé à la fertilité des sols en phosphore, dans le but opérationnel de diagnostiquer et de gérer cette fertilité, puis d'apporter un appui au raisonnement des pratiques de fertilisation des agriculteurs. Du point de vue environnemental, je me suis appliqué à évaluer les risques sanitaire pour la santé humaine et écotoxicologique pour la santé du sol liés à la richesse naturelle ou à la contamination des sols agricoles en éléments traces (cadmium, chrome, cuivre, nickel et zinc). L'expérience acquise au cours de ces vingt dernières années m'a également permis de dégager deux grandes orientations de recherche futures. La première perspective proposée se situe dans une certaine continuité avec mes activités de recherche antérieures. Appliquée à l'évaluation environnementale des agroécosystèmes, elle comprend à la fois un approfondissement de la compréhension des mécanismes biogéochimiques, une adaptation des méthodes d'évaluation aux contextes étudiés et un élargissement du champ des contaminants considérés. La seconde perspective est nouvelle dans la mesure où elle constitue une voie de recherche originale pour moi, bien qu'elle découle de certains des résultats les plus marquants de mes activités de recherche antérieures. Cette perspective concerne la caractérisation de l'écodynamique du proton dans les agroécosystèmes, dans le but de construire une capacité prédictive de l'évolution temporelle du pH des sols en fonction des pratiques agricoles, notamment celles liées à la fertilisation des cultures. En regard des enjeux sociétaux au Sud liés à ces deux perspectives, j'ai proposé qu'elles soient plus particulièrement appliquées à l'étude des agroécosystèmes maraîchers périurbains typiques des grandes mégalopoles d'Afrique de l'Ouest. Au-delà de cette activité de production de connaissances, je me suis en parallèle intéressé aux considérations d'ordre épistémologique et déontologique, autour des méthodes d'encadrement des jeunes chercheurs ainsi qu'autour de la prise de conscience de l'impact environnemental des activités de recherche. D'un point de vue épistémologique, ma démarche scientifique me semble avoir procédé selon un mouvement en " V ", allant d'une déconstruction analytique des questions opérationnelles posées à une reconstruction synthétique des connaissances scientifiques produites dans le but d'informer les acteurs du territoire. En matière d'intégrité scientifique, je me suis plus particulièrement intéressé à la question de la déclaration des potentiels liens et conflits d'intérêt liés à l'activité scientifique. Enfin, j'ai tenté de contribuer à titre personnel et collectif à la diminution de l'empreinte carbone de l'unité Recyclage et risque dans laquelle je travaille. Mon espoir est de voir ces réflexions quelque peu hétérodoxes contribuer à une amélioration du fonctionnement de la communauté scientifique, notamment dans le domaine des sciences environnementales et agronomiques.

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