Activité (mission)

L’objectif principal de mes recherches est la compréhension des cycles biogéochimiques (C,N et P dans une moindre mesure) des écosystèmes terrestres dans un contexte de changements globaux et du développement d’une agriculture multifonctionnelle. Les écosystèmes étudiés concernent principalement les prairies permanentes mais incluent également des comparaisons avec des prairies temporaires, des cultures et des forêts afin de comprendre les différences de fonctionnement et tendre vers une vision globale des cycles. La plupart des études ont été effectuées en climat tempéré et plus ponctuellement en milieu tropical (Amazonie) et arctique (Permafrost). Ces contrastes pédoclimatiques contribuent à ma vision globale des cycles et sont aussi utilisés comme des révélateurs de nouveaux mécanismes à identifier. Mes travaux s’articulent autour de trois axes :

1. Caractériser les processus de transformation de la matière et leurs réponses aux facteurs biotiques et abiotiques. Un focus a été réalisé sur les processus de minéralisation (priming effect) et de formation des matières organiques des sols (MOS). 
2. Identifier les traits et stratégies de vie des organismes (microorganismes, plantes) influençant les cycles.
3. Théorie de l’ensemble : analyse systémique des échanges de matière entre les organismes en intégrant le rôle des interfaces (rhizosphere), réponse des systèmes aux facteurs de l’environnement (Température, CO2 atmosphérique...) et à la gestion (type de couvert végétal...).  

Mes travaux ont donc un caractère interdisciplinaire participant au renouvellement des connaissances dans les domaines de la biogéochimie, de l’écologie et de l’agronomie. Outre certaines applications en biotechnologie (Voir brevet), la finalité de mes recherches est :

1. de fournir des connaissances permettant le développement d’une agriculture multifonctionnelle (production végétale, stockage de C, épuration de l’eau...) préparée au réchauffement climatique.
2. de prévoir l’impact des changements globaux sur les cycles biogéochimiques et les rétractions sur la chimie de l’atmosphère et le climat

Mots clés : cycle CN, couplage des cycles, écosystème sol, interactions sol/plante, rhizosphère, prairie permanente, agroécologie, nouveaux systèmes de culture

Projets

Deux exemples de projet :

2015-2018. «Landscape-scale biodiversity and the balancing of provisioning, regulating and supporting ecosystem services (BASIL) », ERA-NET Biodiversa.

2020-2026. MoBiDiv, Mobilizing and breeding intra and inter-specific crop diversity for a systemic change towards pesticide-free agriculture

Plateforme de 40 méscocosmes mis en place dans le cadre de ces projets. La plateforme permet un marquage ¹³C continu des plantes, une mesure des échanges de CO_2, des flux d’azote du sol par marquage ¹⁵N et un suivi des lessivages d’azote.

Sélection de 5 publications

1. Henneron, L., Kardol, P., Wardle, D.A., Cros, C., Fontaine, S., (2020). Rhizosphere control of soil nitrogen cycling: a key component of plant economic strategies. New Phytologist 228, 1269-1282.
2. Monteux, S., Keuper, F., Fontaine, S., Gavazov, K., Hallin, S., Juhanson, J., Krab, E.J., Revaillot, S., Verbruggen, E., Walz, J., Weedon, J.T., Dorrepaal, E. (2020). Carbon and nitrogen cycling in Yedoma permafrost controlled by microbial functional limitations. Nature Geoscience 13, 794-798
3. Perveen, N., Barot, S., Maire, V., Cotrufo, F., Shazhad, T., Blagodatskaya, E., Stewart, C., Ding, W., Siddiq, M., Mary, B., Fontaine, S. (2019). Universality of priming effect: An analysis using thirty five soils with contrasted properties sampled from five continents. Soil Biology and Biochemistry, 134 162-171.
4. Alvarez, G., Shahzad, T., Andanson, L., Bahn, M., Wallenstein, M.D., Fontaine, S. (2018). Catalytic power of enzymes decreases with temperature: New insights for understanding soil C cycling and microbial ecology under warming. Global Change Biology, 24, 4238-4250
5. Fontaine, S., Barot, S., Barré, P., Bdioui, N., Mary, B. & Rumpel, C. (2007). Stability of organic carbon in deep soil layers controlled by fresh carbon supply. Nature, 450, 277–280.

Encadrement / Enseignement

• Encadrement de 4 post-doctorants, 6 doctorants et 10 étudiants master-2 ou ingénieur
• Animateur du projet scientifique de l’UREP avec N.Gross depuis 2019. Responsable de l’axe « cycles » 2008-2019.
• Editeur associé du journal scientifique Biogéosciences depuis 2014.
• Expertise de projets (±3/an) pour les agences de la recherche française (ANR), américaine (NSF), autrichienne (FWF), belge (FWO) et tchèque (CSF), et pour le Département EFPA (projets innovants).
• J’ai joint le collège d’experts de l’European Science Foundation en 2018.