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Etude de la biodisponibilité du carbone et de l'azote sur un anthroposol ligneux par analyse élémentaire et isotopique (δ13C et δ15N)

IFP Energies nouvelles

Stage - Chimie

Réf. Stage_Geochimie_Sols
Localisation
Hauts-de-Seine
Début
dès que possible
Durée
5 mois
Indem.
Oui

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de trois priorités stratégiques : mobilité durable, énergies nouvelles et hydrocarbures responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Etude de la biodisponibilité du carbone et de l’azote sur un anthroposol ligneux par analyse élémentaire et isotopique (δ13C et δ15N)

La fertilité chimique d’un sol est traditionnellement estimée par la mesure des stocks d’éléments nutritifs. Ce paramètre majeur pour l’agriculture repose principalement sur une analyse élémentaire en carbone et en azote. Cette fertilité va ainsi dépendre, entre autre, du contenu organique du sol en C et N (C/N) et des apports potentiels en fertilisants et amendements. Une approche innovante pour suivre l’évolution de certains processus physicochimiques ou biologiques consiste à utiliser des traceurs isotopiques, notamment les isotopes d’éléments légers (exemple : azote 15N, carbone 13C).

Dans ce contexte, l’objectif du stage de master proposé est de déterminer les impacts d’une couche de mulch (ou « couverture de sol », typiquement utilisé en permaculture pour la fertilisation) déposée sur un anthroposol appauvri en carbone organique (sol originellement sableux).

La démarche consistera à analyser la composition isotopique en carbone (13C) et en azote (15N) d’une série d’échantillons de sols collectés (i) à différents endroits de la parcelle étudiée, et (ii) à différentes profondeurs (0 à 80 cm), à l’aide d’un spectromètre de masse à rapport isotopique (IRMS). L’évolution du rapport isotopique de l’azote nous permettra de caractériser les différentes sources d’azote et à mieux appréhender l’assimilation de l’azote minéral dans le cas particulier de l’étude.

Deux types d’échantillons seront ainsi investigués : un mulch de type BRF (Bois Raméal Fragmenté) et un sol sableux, afin de mieux cerner le rôle joué par le substrat organique dans l’assimilation des nutriments azotés. Pour ce faire, les fractions d’azote minéral (ammonium, nitrates) seront séparés de la fraction contenant l’azote organique via extraction chimique.

La combinaison de l’analyse élémentaire et isotopique via un couplage EA-IRMS permettra d’effectuer un bilan de masse sur le type d’azote et de carbone stocké à différentes profondeurs, apportant ainsi de nouvelles données pour évaluer la fertilité des cultures sur anthroposol. Enfin, ces résultats s’appuieront sur une étude préalable de l’évolution de la concentration et de la stabilité du carbone dans la parcelle, déterminée par analyse de la dégradation thermique au Rock-eval.

Ces travaux ont pour but de renforcer les connaissances et méthodes de caractérisation des sols et de mieux comprendre les processus mis en jeu lors de cette pratique culturale.

Mots clés : matière organique du sol, anthroposol, mulch, azote, fertilité, isotope stable


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Contact

IFP Energies nouvelles
Olivier Sissmann
1 et 4 avenue de Bois-Préau
92500 Rueil-Malmaison
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