Thesis defense Iry ANDRIANJARA – “Cross-assessment of trace element contamination and stress indicators in urban environment for Tilia spp. in Paris (France)”

Les arbres en milieu urbain fournissent de nombreux services écologiques. Cependant, ces arbres sont soumis à des restrictions et contraintes comme le manque d’eau et la pollution en éléments traces (TE) pouvant nuire à leur santé et ainsi altérer les services rendus. Les réponses des arbres face aux stress urbains sont dépendantes notamment de l’espèce et des paysages urbains dans lesquels ils ont été plantés. Cette thèse s’est inscrite dans une collaboration étroite entre chercheurs universitaires et agents d’une collectivité afin de répondre aux besoins d’un meilleur suivi des arbres en milieu urbain face aux stress. Les travaux de cette thèse visent à : (i) évaluer la diversité des Tilia spp. pouvant moduler les réponses des arbres à un stress par les TE, (ii) caractériser les contaminations et transferts en TE chez Tilia spp. selon différents paysages urbains, iii) estimer des indicateurs de stress potentiels (manque d’eau et contamination en TE). Pour répondre à ces objectifs, une expérimentation in situ (ISE) dans Paris et une expérimentation en conditions contrôlées (CCE) au CEREEP en Seine-et-Marne ont été menées. Nos résultats ont montré que sur les 83 arbres étudiés de Tilia spp., cinq espèces ont été identifiées comme étant Tilia cordata, Tilia dasystyla, Tilia ×euchlora, Tilia ×europaea and Tilia platyphyllos. T. ×euchlora était l’espèce avec le plus grand nombre de clones et donc une faible diversité génétique. Cela pose des questions sur leur capacité d'adaptation en cas de stress environnemental fluctuant, et indique que les pratiques de reproduction ont peu changé durant plusieurs décennies. Nos résultats sur la contamination et les transferts de TE du sol aux feuilles en cuivre (Cu), nickel (Ni), plomb (Pb) et zinc (Zn) montrent que les sols âgés des Tilia spp. étaient les plus contaminés en TE, très certainement en lien avec l’historique de gestion (terres importées) et/ou l’accumulation au cours du temps des TE dans les sols. Les Tilia spp. étudiés étaient globalement plus contaminés dans les rues qu’en parcs, ainsi que les arbres situés en rues avec à leur base un revêtement stabilisé. Les deux expérimentations menées ont permis de mettre en évidence l’importance des paramètres physico-chimiques du sol, en particulier le pH, la matière organique et les carbonates de calcium dans le transfert des TE. Différents composés (la proline (Pro), les malondialdéhydes (MDA) et les pigments photosynthétiques (PP)) définis comme indicateurs de stress chez les herbacées, ont été testés chez les tilleuls pour évaluer leur pertinence face aux contraintes du milieu urbain. Différentes situations ont conduit à une augmentation des [Pro] et [MDA] et à une diminution des [PP] : une déshydratation (expérience en conditions contrôlées) ou la présence du revêtement stabilisé (expérience in situ). Certains TE peuvent également amener à une augmentation de la Pro, le Pb en rues et le Cu en parcs. Tilia cordata a montré les [Pro] les plus faibles et les [PP] les plus élevées par rapport à T. platyphyllos et T. ×euchlora. Ainsi, T. cordata serait potentiellement l’espèce la plus résistante au stress urbain par rapport aux deux autres espèces. En conclusion, une meilleure traçabilité de l’origine des pépinières et des modes de reproduction aideraient les gestionnaires à augmenter la diversité génétique au sein de leur parc d’arbres. De plus, le revêtement stabilisé affecte probablement la santé des Tilia spp.. Enfin, par principe de précaution, nous recommandons de ne pas utiliser les déchets de Tilia spp. (e.g. produits d’élagage) dans les composts et broyats. Des recherches complémentaires permettront de préciser les impacts des TE, notamment l’étude de leurs formes chimiques jouant sur leur disponibilité et toxicité.
Mots-clés : arbre urbain, Tilia spp., éléments traces, diversité génétique, indicateurs de stress, proline, malondialdéhyde, pigments photosynthétiques, paysages urbains, revêtements au sol.