Interactions Plantes-Plantes Positives et Patrons spatiaux dans les résidus Post-mines des Pyrénées – SixP

Les résidus miniers sont des témoins de l’exploitation des corps métalliques qui ont eu lieu jusqu’au siècle dernier. Ils forment des haldes qui sont une part importante des 100 000 sites pollués au métaux-metalloïdes en Europe et qui nécessitent des actions de réhabilitation. En effet, ces résidus représentent une importante quantité de matériaux contaminés qui se dispersent dans l’environnement. Malgré leur toxicité pour les plantes non adaptées à l’exposition à ces contaminants, des communautés végétales rares et patrimoniales se sont établies progressivement sur ces résidus : les pelouses métallicoles. Le projet Six-P propose d’étudier les interactions plantes-plantes dans ces communautés végétales particulières, en tant que système clé pour comprendre les interactions le long des gradients de stress, et en tant que potentiel outil de restauration et de re-végétalisation. En montagne ces résidus forment un environnement particulièrement difficile (métaux toxiques, contraintes climatiques) où des interactions positives entre plantes sont attendues selon une hypothèse dominante en écologie : l'Hypothèse du Gradient de Stress (SGH). L’application de cette hypothèse aux gradients de pollution (métallique) reste jusqu’à maintenant peu explorée. Par ailleurs, indépendamment des gradients de pollutions, certaines conditions d’application de la SGH sont actuellement débattues. SixP vise à contribuer à ce débat en se concentrant sur quatre points : i) caractériser les variations des interactions le long des gradients de biodisponibilité en métaux, tout en explicitant le rôle spécifique des espèces métallicoles dans ces interactions ; ii) mieux définir l’effet de stress multiples sur ces interactions ; iii) préciser les stratégies fonctionnelles végétales en jeux ; et enfin iv) analyser l’effet les interactions entre plantes à l’échelle de la communauté. Pour cela, le projet est mis en place au niveau de plusieurs haldes dans les Pyrénées à différentes altitudes (dans l’étage montagnard et au niveau subalpin-alpin). Au niveau de chaque site, plusieurs aires seront définies depuis la zone périphérique vers le centre des zones de résidus, pour identifier un gradient de bio-disponilibité en métaux. Les trois premiers points seront alors abordés par des expérimentations manipulant les espèces en interaction. Pour le dernier point, la combinaison de données aériennes (lidar, image multi-spectrales) à résolution millimétrique couvrant les zones d’études avec des reconnaissances directes de terrain dans une approche par apprentissage profond sera utilisée pour cartographier les espèces présentes et caractériser leur position géomorphologique. Les patrons de distribution des différentes espèces en interaction (agrégation vs répulsion) permettront d’observer l’effet des interactions entre plantes sur le long terme. Six-P est basé sur un consortium multidisciplinaire rassemblant des compétences en écologie végétale, en biogéochimie des métaux, en acquisition de données aériennes et leur interprétation par méthode d’apprentissage automatique et en gestion des sites après mine. En plus de la progression de la connaissance générale concernant les interactions entre plantes, des retombées sont attendues dans le domaine du phyto-management, en proposant d’intégrer l’utilisation d’associations entre plantes aux techniques déjà disponibles. La gestion des pelouses métallicoles rares ayant une forte valeur patrimoniale pourrait aussi être améliorée par les connaissances produites par SixP. Enfin SixP augmentera l'intérêt des domaines liés à la vision par ordinateur et à l’intelligence artificielle pour les problèmes écologiques. Les modèles de réseaux neuronaux profonds conçus dans SixP pourraient être appliqués à d'autres problèmes écologiques, car la transférabilité des réseaux profonds s'améliore régulièrement.