Dépôt humide d'azote en Afrique de l'Ouest et rétroactions sur les échanges surface atmosphère de composés azotés – NitroAfrica

L’azote, N, représente 78% de l’air que l’on respire, sous la forme stable et inerte de N2. Une fois que le N2 est converti en des formes réactives (Nr), il devient un nutriment essentiel pour la production de nourriture et le fonctionnement des écosystème . La quantification des bilans d’azote (entrées et sorties) entre la surface et l’atmosphère est un pré requis pour la compréhension du cycle biogéochimique de N; En Afrique, l’augmentation de la démographie et les apports de fertilisants associés (pour abonder la demande en nourriture et en énergie), va entrainer une augmentation des émissions par les sols amendés, ce qui va augmenter le dépôt de N et induire des rétroactions vers les écosystèmes et l’atmosphère. En Afrique Sub saharienne, le faible contenu en N des sols les rend très vulnérables à l’augmentation potentielle du dépôt de N issu du développement de l’activité anthropique à grande échelle. En effet, un excès de N risque d’entrainer des changements de biodiversité. Mais les instituts de recherche en Afrique de l’ouest manquent de ressources et les écosystèmes n’ont pas été aussi bien surveillés que dans les régions tempérées. Dans ce contexte, l’objectif général de NitroAfrica est d’étudier –en couplant campagnes d’expérimentation et différentes approches de modélisation – les inter relations et rétroactions entre le dépôt atmosphérique de N, le cycle de N dans le système sol-végétation, les émissions de N réactif par la surface vers l’atmosphère, la chimie atmosphérique et le climat régional. NitroAfrica va s’intéresser plus particulièrement au dépôt humide de N, puisqu’en Afrique il est attendu que le dépôt de N sur les écosystèmes, particulièrement dans sa forme humide, va augmenter de 50% d’ici 2100. Nous allons tester deux hypothèses : (1) une augmentation de dépôt humide de N, comme déjà observé dans certaines régions d’Afrique de l’ouest et prédit dans le futur dans la plupart des régions, va significativement affecter le fonctionnement des écosystèmes (agro écosystèmes inclus), en termes de processus de N dans le sol (nitrification, dénitrification, minéralisation) et d’émissions résultantes de N ; et (2) ces changements d’émissions de composés azotés vers l’atmosphère vont significativement impacter la chimie atmosphérique régionale et le climat régional en Afrique de l’ouest, pour finalement influencer le dépôt atmosphérique en retour. Ce projet est hautement original car il n’existe pas d’étude de ce type en Afrique pour l’instant, qui permette de répondre à la problématique des rétroactions de façon complète, en reliant dépôt de N, processus dans les écosystèmes, échanges de composés azotés entre la surface et l’atmosphère, chimie de l’atmosphère et climat, en permettant de relier les altérations de processus locaux dans les écosystèmes et modifications de la chimie de l’atmosphère à l’échelle régionale.
Un consortium multidisciplinaire franco sénégalais ivoirien apportera son expertise sur la physico-chimie de l’atmosphère, la microbiologie, la biogéochimie et l’écologie dans le continuum sol – plante – atmosphère. Le projet est basé sur une interconnection étroite entre taches expérimentales et de modélisation, aux échelles locales et régionales. Les campagnes de mesure auront lieu dans 3 zones biogéographiques représentatives d’Afrique de l’Ouest (sites de savane et de culture en zone soudanienne, guinéenne et sahélienne). La modélisation à l’échelle locale permettra de capturer les processus pertinents de C et N dans le sol et la végétation à l’origine des émissions vers l’atmosphère, et les flux entre la surface et l’atmosphère seront spatialisés pour en étudier les impacts à l’échelle régionale. Les impacts de NitroAfrica seront mesurables en terme de recherche académique, de communication vers différents publics (grand public, acteurs de terrain, décideurs politiques), d’éducation et de formation, et de développement de compétences.