Doctorant-e en écologie forestière: Vulnérabilité physiologique des espèces forestières feuillues face à des aléas combinés de sécheresse et d’insectes ravageurs

Retour à la liste des résultats

Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Vous serez accueilli-e au sein de l’UMR SILVA du centre INRAE Nancy Grand-Est, à Champenoux (54). Ce poste est financé à 100% par le programme de recherche (PEPR) Résilience des forêts (FORESTT), financé par le Plan Investissement d’Avenir (PIA) France 2030. FORESTT vise à accompagner la transition des socio-écosystèmes forestiers, en zones tempérées et tropicales, dans un contexte de changement global, en fédérant l'ensemble de la communauté scientifique française. Vous contribuerez aux activités du programme FORESTT au sein du projet ciblé XRISKS auquel vous serez rattaché-e.

Contexte et enjeux scientifiques du projet de thèse

La récurrence des sécheresses et canicules en France depuis 2018 occasionne des dépérissements avec une augmentation des mortalités d’arbres pour de nombreuses espèces forestières particulièrement dans le Nord-Est de la France, où le climat était relativement peu contraignant. Les dépérissements et sur-mortalités d’arbres sont très souvent associées à des sècheresses en interactions avec des ravageurs et/ou des pathogènes. Alors que la réponse physiologique des arbres à la sécheresse a été largement étudiée, les mécanismes au sein de l’arbre impactés par les attaques d’insectes en interaction avec la sècheresse restent à élucider et quantifier. Le métabolisme de défense des arbres serait impliqué dans la réponse aux aléas multiples sècheresse x insectes mais ces mécanismes de défense sont complexes, dépendant des couples d’arbre hôte- insecte. Suivant les études et les guildes d’insectes, les aléas sécheresse et ravageurs auraient des effets additifs sur la vulnérabilité des arbres ou des effets en interaction, où un aléa primaire modifierait la vulnérabilité de l’arbre à d’autres aléas. Les insectes dits primaires comme des insectes phyllophages attaquent les arbres quel que soit leur statut physiologique alors que les ravageurs secondaires cambiophages attaquent plus intensément les arbres physiologiquement affaiblis par de précédents aléas comme nous l’avons montré chez le hêtre (Gaertner, 2025). L’originalité de la thèse est d’investiguer les dysfonctionnements physiologiques induits par la conjonction entre sécheresse et attaques d’insectes primaires ou secondaires peu étudiés jusqu’à présent chez les espèces feuillues décidues. 

La mort d’un arbre est un processus complexe, lent, multifactoriel et faisant suite à une cascade d’évènements physiologiques, anatomiques et morphologiques. Les principaux mécanismes impliqués dans la mort d’un arbre sont i) un dysfonctionnement hydraulique induit par sécheresse (Choat et al, 2012); ii) un déficit d’assimilation de carbone par régulation stomatique prolongée en cas de sécheresse ou limitation de la surface foliaire par des insectes phyllophages, aboutissant à un épuisement des réserves carbonées de l’arbre (Sevanto et al, 2014; Chuste et al, 2020); et iii) l‘altération des compromis entre les fonctions de croissance, stockage, reproduction et défense, affaiblissant les défenses induites de l’arbre par les attaques biotiques (Mc Dowell et al, 2011; Huang et al, 2020). 

Différentes fonctions (décrites par un ensemble de traits) sont impliquées dans la vulnérabilité des arbres aux ravageurs tels que la synchronie phénologique entre arbre hôte et insectes, des défenses chimiques et physiques. Un des facteurs importants du succès d’une attaque d’insectes défoliateurs au printemps sur son arbre hôte est la synchronicité de sa phénologie et celle du débourrement de son hôte jouant sur la densité de population de ces insectes donc sur l’intensité de l’aléa et sur la vulnérabilité de l’hôte (notamment via ses caractéristiques foliaires). L’asynchronie phénologique entre arbre et insectes serait un moyen d’évitement de certains arbres à la défoliation. Enfin, la vulnérabilité des arbres aux insectes est liée à leurs défenses chimiques. Les arbres présentent des molécules de défense constitutives spécifiques, dont les plus connues sont des composés phénoliques. En réponse à une sécheresse et / ou une attaque d’insectes, les arbres induisent un métabolisme secondaire de défense entrainant ainsi une modification de l’allocation du carbone entre les fonctions de croissance, stockage, reproduction et défense. Mais les rôles joués par les réserves carbonées dans ces compromis entre métabolismes primaire et secondaire sont peu explorés.

Objectifs

Cette thèse propose ainsi de mieux comprendre les mécanismes physiologiques de réponse des arbres feuillus à la double contrainte de sécheresse et d’attaques d’insectes en s’intéressant à la fois à i) comment la vulnérabilité des arbres (et/ou l’exposition) à la sécheresse est impactée par des défoliations de printemps du point de vue de l’allocation du carbone ? ii) comment la phénologie foliaire impacte la vulnérabilité des arbres à ces doubles contraintes en jouant à la fois comme facteur d’évitement face à des défoliateurs de printemps et facteur d’atténuation des sécheresses iii) comment les modifications d’allocation du carbone post-sècheresse entre stockage, croissance et défense impacte la vulnérabilité des arbres aux ravageurs secondaires.

Approches, outils et méthodes envisagées

Le-a doctorant-e sera intégré-e dès le début de sa thèse dans un groupe de travail sur la vulnérabilité des arbres à des contraints multiples (sécheresse x insectes x pathogènes) au sein du projet XRISKS du PEPR FORESTT constituant un environnement dynamique et pluridisciplinaire de travail. Dans une première phase, il/elle s’appropriera son sujet par une étude de la littérature et il/elle contribuera notamment à la rédaction d’une review sur les traits de réponses des arbres aux intéractions sécheresse x insectes x pathogènes en partenariat avec les autres chercheurs et doctorants du groupe. 

Le programme de recherche de la thèse s’articulera autour de trois volets complémentaires.

Le premier volet s’appuiera sur la mise en place d’une expérimentation sur de jeunes plants en situation contrôlée ou semi-contrôlée afin de suivre l’allocation du carbone aux fonctions de croissance et de stockage et d’identifier et quantifier les molécules clés de défense à la fois constitutive (en condition irriguée) et induite par une sécheresse, des attaques d’insectes simulés par des défoliations manuelles et de l’interaction entre les deux.

Le second volet cherchera à constituer et analyser un jeu de données issu de réseaux de placettes permanentes à l’échelle de la France associant des données de phénologie foliaire, de croissance et une quantification des défoliations d’insectes. L’historique des sécheresses sera quantifié rétrospectivement par modélisation par ailleurs par un ingénieur contractuel dans le cadre d’un autre volet du projet PEPR FORESTT piloté par l’équipe d’accueil.

Le troisième volet de la thèse sera mené en partenariat avec le DSF qui nous orientera vers des forêts et parcelles pour suivre en direct une attaque d’insectes secondaires sur feuillus en privilégiant des zones où les sols sont peu profonds amenant les arbres à avoir subi des sécheresses fréquentes. 

 

Références Bibliographiques

Choat et al, (2012) Global convergence in the vulnerability of forests to drought. Nature 491:752-755. 

Chuste et al, (2020) Sacrificing growth and maintaining a dynamic carbohydrate storage are key processes for promoting beech survival under prolonged drought conditions. Trees 34:381–394. doi:10.1007/s00468-019-01923-5.

Gaertner PA (2025) Vulnérabilité et résilience du hêtre (Fagus sylvatica L.) face aux sécheresses extrêmes et ravageurs secondaires au cœur de sa niche écologique. Thèse de doctorat à L’université de Lorraine. 226pp

Huang et al, (2020) Tree defence and bark beetles in a drying world: carbon partitioning, functioning and modelling. New Phytologist 225:26-36. DOI: 10.1111/nph.16173.

McDowell et al, (2011) The interdependence of mechanisms underlying climate-driven vegetation mortality. Trends in Ecology & Evolution 26:523-532. doi:10.1016/j.tree.2011.06.003.

Sevanto et al (2014) How do trees die? A test of the hydraulic failure and carbon starvation hypotheses. Plant, Cell & Environment 37:153-161. doi:10.1111/pce.12141.

Des déplacements ponctuels sont à prévoir pour les expérimentations, le suivi de terrain, les rencontres avec les partenaires du projet.

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : ingénieur-e forestier-ère ou Master 2 avec enseignements forestiers et/ou écologie des écosystèmes forestiers (Bac+5)

Connaissances souhaitées : 

•  écologie fonctionnelle / Ecophysiologie forestière
•  analyses de données, statistiques notamment sous R.
•  un bon niveau d’anglais écrit et oral.

 Expérience appréciée : 

•  Stage M2 ou fin d’études en laboratoire de recherche et/ou en lien avec les écosystèmes forestiers
• Des notions en biochimie et/ou en entomologie forestière seraient un plus.

Aptitudes recherchées :

• intérêt pour le travail interdisciplinaire et goût pour le travail en équipe 
• autonomie, sens de l’organisation et rigueur scientifique
• capacités d'analyse et de synthèse

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

Pour candidater, merci d'envoyer CV  et lettre de motivation à catherine.massonnet@inrae.fr et nathalie.breda@inrae.fr au plus tard le 31/05/2026. Vous joindrez à votre dossier de candidature une production écrite (ex: mémoire de master) , une lettre de recommandation de vos encadrants-es de stage et vos relevés de notes de Master (M1 et M2). Après une sélection sur dossier, des entretiens seront réalisés courant juin pour une décision début juillet et une prise de poste au 1/10/2026.