Soutenance mémoire
Les changements globaux ou changement global
Le changement global remonte à une longue date ; la planète a déjà subi lors de sa longue histoire des modifications importantes concernant tant la structure des terres émergées (dérive des continents), les grandes extinctions de masse marquant la fin de l’Ordovicien (-438 Ma), du Dévonien (-367 Ma), du Permien (-248 Ma), du Trias (-208 Ma) et du Crétacé (-65 Ma), que son climat (glaciations et périodes interglaciaires). Toutefois, à l’échelle de deux derniers siècles, les changements globaux concernent toutes les modifications majeures causées tant par les activités anthropiques que par les facteurs naturels. Son amplification et l’accélération de son rythme, à l’image de l’accroissement des températures moyennes ou du dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère sont désormais clairement perceptibles à grande échelle et à celle de la planète (IPCC, 2014).
Les interactions entre les changements d’usages des sols et de pratiques (surexploitation des ressources renouvelables, pertes de teneurs en matière organique, érosion, tassement du sol, pollution, etc.), des cycles géochimiques et du climat constituent une situation sans précèdent pour notre planète. En effet, les modifications actuelles de nombreuses fonctions écologiques affectent tous les milieux comme effets directs de l’activité humaine, tant à l’échelle de la biosphère qu’aux échelles locales. Ces changements regroupés sous le vocable de « changements globaux ou changement global » et « global change » en anglais.
Trommetter et Weber (2004) définissent le changement global qui « désigne l’ensemble des changements induits dans la dynamique de la biosphère par les activités humaines, directement ou non ».
Une autre définition est proposée par Labex ITEM WP1 (2013), le changement global est défini comme étant « une mutation et une transition de l’organisation des sociétés et des pratiques sociales sur fond de changement culturel, climatique, énergétique, économique et démographique ». Ainsi, dans l’acceptation actuelle, les changements globaux ne se limitent pas aux seuls changements du climat et de la composition de l’atmosphère, ils sont, aussi, consécutifs à l’action de l’homme en pleine expansion économique et qui extrait ses besoins à partir de ressources renouvelables et non renouvelables. Ils pourraient, ainsi, risquer la capacité des écosystèmes à fournir de nombreux services écosystémiques (Millennium Ecosystem Assessment, 2005) tels que la production de biomasse et la régulation du climat.
Les changements climatiques
Il est admis aujourd’hui que le changement climatique est une réalité indéniable (IPCC, www.ipcc.ch). L’accroissement du taux de CO2 et des autres gaz à effet de serre (GES) (méthane CH4, oxyde nitreux N2O) ont pour conséquence une augmentation de la température planétaire. Les émissions de CO2 proviennent pour majeure partie des activités industrielles des pays du Nord, mais celles dues aux usages (feux de brousse) dans les pays du Sud y contribuent également. Donc, un changement climatique correspond à une modification durable, allant de la décennie au million d’années, des paramètres statistiques du climat global terrestre ou de ses divers climats régionaux. Il convient aussi de considérer les évènements extrêmes.
D’après la Convention Cadre de Nations Unies sur les Changements climatiques (UNFCCC, 1992), dans son article premier, définit les changements climatiques comme étant « les changements de climat qui sont attribués directement ou indirectement à une activité humaine altérant la composition de l’atmosphère mondiale et qui viennent s’ajouter à la variabilité naturelle du climat observée au cours de périodes comparables ». Par ailleurs, dans son 5ème Rapport (AR5) le Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC, ou IPCC en anglais) définit le changement climatique comme « une variation de l’état du climat, qu’on peut déceler (par exemple au moyen de tests statistiques) par des modifications de la moyenne et/ou de la variabilité de ses propriétés et qui persiste pendant une longue période, généralement pendant des décennies ou plus. Les changements climatiques peuvent être dus à des processus internes naturels ou à des forçages externes, notamment les modulations des cycles solaires, les éruptions volcaniques ou des changements anthropiques persistants dans la composition de l’atmosphère ou dans l’utilisation des terres » (IPCC 2014).
Le consensus scientifique international sur le réchauffement planétaire actuel est sans équivoque (IPCC 2014). La moyenne globale combinant des données de température de surface des terres et des océans montre une tendance linéaire vers un réchauffement de 0,85 °C (±0,65 à ±1,06) sur la période 1880-2012 (Figure 1) et elle devrait encore croître à 4,8 °C à 2100 suivant les émissions de GES. Selon une probabilité de 95 %, l’essentiel du réchauffement qui s’est produit depuis 1950 est dû à l’augmentation rapide des concentrations de GES anthropique (Figure 1).
En Afrique, le changement climatique et la variabilité des précipitations représentent un défi important. En effet, de nombreuses études ont établi que le continent est l’un des continents les plus vulnérables. Malgré sa faible contribution de 3,8 % aux émissions mondiales de GES, l’Afrique se réchauffe plus vite que la moyenne mondiale, cette tendance devrait se poursuivre aggravant davantage la vulnérabilité existant déjà dans les principaux secteurs économiques comme l’agriculture et la sécurité alimentaire (Stern, 2006).
Place des sols dans le cycle du carbone (C)
Les sols occupent une place prépondérante dans le cycle global du carbone (C) et par conséquent, sont un important réservoir de C (Bernoux et al., 2004 ; Lal, 2002 ; Robert et Saugier, 2003). La quantité de C stocké dans le premier mètre des sols est d’environ 1500 Gt C ; cela représente trois fois la quantité estimée dans la biomasse continentale (550 Gt C essentiellement le bois des arbres), et le double du C présent dans l’atmosphère sous forme de CO2 (750 Gt C). Les flux échangés annuellement par la photosynthèse (102 GtC/an) et la respiration des plantes (50 GtC an-1) et des organismes (50 GtC an-1, pour l’essentiel provenant des décomposeurs du sol) sont élevés au regard de la taille des réservoirs, ce qui signifie un renouvellement rapide du CO2 atmosphérique. La figure 2 indique également les flux liés aux combustibles fossiles (5 GtC an-1 en moyenne de 1980 à 1989) et à la déforestation (2 Gt C an-1). À l’échelle du continent africain, l’importance du sol en tant que réservoir est aussi bien apparente. Toutefois, les émissions annuelles de C sont plus importantes que sa séquestration. Le sol est en effet le plus gros réservoir superficiel de C (200 Gt C sur 1 m de profondeur) et la végétation qui représente environ (80 Gt C) (Cao et al., 2001 ; Williams et al., 2007) . Le sol est aussi considéré comme un grand émetteur de C vers l’atmosphère (11 Gt C) par la respiration microbienne ou hétérotrophe (Rh), mort des végétaux et biodégradation des composés morts dans le sol.
Rôle du sol et sa matière organique dans les services écosystémiques
Le sol et sa matière organique (MO) de par leur position d’interface entre atmosphère, lithosphère, hydrosphère et biosphère représentent un véritable “carrefour multifonctionnel”. En effet, dans le sol, les MO assument de nombreuses fonctions agronomiques et environnementales.
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Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
CHAPITRE I : CARBONE DU SOL, DU CONTEXTE GLOBAL AU CONTEXTE SAHELIEN
1. Les changements globaux ou changement global
2. Les changements climatiques
3. Place des sols dans le cycle du carbone (C)
4. Séquestration et stockage de carbone dans les sols
5. Rôle du sol et sa matière organique dans les services écosystémiques
6. Dynamique du carbone organique dans les sols
7. Distribution du carbone dans les sols
7.1. Facteurs affectant la distribution du carbone
7.1.1.- Influence du climat
7.1.2.- Propriétés physico-chimiques des sols
7.1.3. Mode d’occupation des terres
7.2. Les stocks de carbone en Afrique
7.2.1. À l’échelle du continent et de la zone sahélienne
7.2.2. La matière organique des sols des polders de BOL
8. Problématique et hypothèses de travail de thèse
8.1. Questions de recherche
8.2. Hypothèses de travail
CHAPITRE II : CADRE D’ÉTUDE ET MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE
1. Milieu biophysique
1.1 Particularités du milieu physique du bassin du lac Tchad
1.1.1. Situation géographique de
1.1.2. Contexte bioclimatique
1.1.2.1. Climat actuel
1.1.2.2. Végétation
1.1.3. Contexte géologique
1.1.3.1. Contexte géologique du Tchad
1.1.3.2. La série de Labdé et les matériaux de la zone d’étude
1.1.4. Contexte hydrologique : Variations du niveau du lac Tchad
1.1.4.1. Variations paléoenvironnementales
1.1.4.2. Variations du niveau du lac au cours du dernier millénaire
1.1.4.3. Variations récentes et actuelles du niveau du lac
1.1.5. Contexte pédologique
1.1.5.1. Choix des sites d’étude de polders
2. Stratégie d’échantillonnage et méthodes analytiques
2.1. Méthodes de terrain
2.1.1. Échantillonnage
2.1.2. Mesure de la densité apparente
2.2. Méthodes d’étude au laboratoire
2.2.1. Mesure du pH et de la conductivité électrique des sols
2.2.2. Détermination des sels solubles
2.2.3. Détermination du carbone et azote total (CHN)
2.2.4. Détermination du carbone organique dissous ou soluble (COD)
2.2.5. Détermination de la capacité d’échange cationique et bases échangeables
2.2.6. Détermination de carbonates
2.2.7. Analyse granulométrique des sols
2.2.8. Mesure des stocks de COS des couches 0-30 cm et 0-100 cm
2.2.9. Analyses par pyrolyse Rock-Eval (P-RE)
2.2.10. Approches statistiques
CHAPITRE III : LES SOLS DES POLDERS AU SEIN DU PAYSAGE INTERDUNAIRE
1. Introduction
2. Présentation de l’échantillonnage
3. Site témoin non poldérisé (t0)
3.1. Caractérisations morphologiques et physiques
3.2. Caractérisations chimiques
3.2.1. Sels solubles
3.2.2. Complexe d’échange
3.2.3. Matière organique
3.3. Conclusion
4. Polder de Mamdi (t10)
4.2. Caractérisations morphologiques et physiques
4.3. Caractérisations chimiques
4.3.1. Sels solubles
4.3.2. Complexe d’échange
4.3.3. Matière organique
4.4. Conclusion
5. Polders « anciens »
5.1. Présentation du Polder de Bérim (t60)
5.2. Présentation du Polder de Tchingam (t62)
5.3. Présentation du Polder de Guini (t65)
5.4. Caractérisations morphologiques et physiques
5.4.1. Sols de Bérim (t60)
5.4.2. Sols de Tchingam (t62)
5.4.3. Sols de Guini (t65)
5.5. Caractérisations chimiques
5.5.1. Sels solubles
5.5.2. Complexe d’échange
5.5.3. Matière organique
5.6. Conclusion
CONCLUSION GÉNÉRALE
