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Le projet ECOMINE BIOTOP est centré sur le fonctionnement des topsoils et leur gestion lors de l’exploitation minière. Il propose à la fois des petit Poum - Verse Fredoexpérimentations sur le terrain, des travaux de recherche in situ et des expérimentations en serre et en laboratoire sur les topsoils, la caractérisation et le suivi de la banque de graines, l’activité microbienne, le potentiel mycorhizogène et son amélioration par inoculation. Les résultats obtenus permettent d’améliorer la gestion et l’utilisation des topsoils miniers néocalédoniens. Une étude sur la maîtrise de la diversité génétique des espèces végétales complète le projet. Ce programme aboutira à des recommandations pratiques sur les méthodes de gestion du topsoil, de mycorhizogène des plantes, de l’activité microbienne et de gestion de l’activité microbienne et de la dynamique des métaux en relation avec l’activité microbienne pour la restauration écologique après exploitation minière. Ce programme aboutit à des recommandations pratiques sur l’utilisation et la gestion du topsoil dans une optique de restauration écologique.

Acacia spirorbis is a leguminous tree from New Caledonia naturally found on a wide range of soils (calcareous, ultramafic and volcano-sedimentary) and able to establish symbioses with soil microorganisms, including nitrogen-fixing bacteria. The contribution of this symbiosis in the plant adaptation to contrasted edaphic environments, sometimes extremes, has been investigated according to i) the nitrogen-fixing potential of A. spirorbis in its natural ecosystems, ii) the characterization of its rhizobia and iii) the plant adaptive response to heavy metals inside its roots tissues, especially in nodules.Therefore, we revealed that the nitrogen-fixing symbiosis provided more than 80% of the plant total nitrogen in natural population naturally occurring on calcareous, ultramafic and volcano-sedimentary soils. This value is top notch among other Acacia species, where A. mangium, A. melanoxylon and A. mucronata presented mean values of 50%, 43% and 58%, respectively. Acacia spirorbis established nitrogen-fixing symbioses with alpha- and bêta-proteobacteria, genus Bradyrhizobium and Paraburkholderia, respectively, thus revealing a wide range of symbiotic partner and a low selectivity. Noteworthy, the taxonomy and phenotypes of these symbionts are structured and adapted to edaphic parameters. Finally, chemical signatures of internal nodules tissues presented similarities with soils chemical properties, thus indicating a potential management of heavy metals inside these tissues.Altogether, these data suggest that the nitrogen-fixing symbiosis might significantly contributes to Acacia spirorbis adaptation towards contrasted soils with strong edaphic conditions as an extreme polymetallic toxicity.; Acacia spirorbis est une légumineuse endémique de Nouvelle-Calédonie se développant sur des sols calcaires, métallifères et volcano-sédimentaires, établissant des symbioses avec des bactéries fixatrices d’azote. Pour comprendre la contribution de la symbiose dans l’adaptation de la plante à des milieux contrastés et parfois extrêmes, nous avons évalué la fixation d’azote en conditions naturelles, caractérisé les rhizobia associés à cette plante et analysé la réponse adaptative de la plante aux éléments traces métalliques dans ses tissus racinaires, notamment au niveau des nodules.Nous avons mis en évidence que la symbiose rhizobienne fournissait plus de 80% de l’azote total chez des populations naturelles d’A. spirorbis se développant sur des sites d’études présentant des sols calcaires, métallifères et volcano-sédimentaires. Cette valeur est remarquable puisque chez A. mangium, A. melanoxylon et A. mucronata, les valeurs moyennes sont respectivement de 50%, 43% et 58%. Les rhizobia symbiotiques associés à A. spirorbis appartiennent aux alpha- et bêta-protéobactéries, genres Bradyrhizobium et Paraburkholderia, révélant ainsi une très large gamme de symbiontes et une faible sélectivité de partenaire. De manière remarquable, la taxonomie et la phénotypie de ces souches sont structurées et adaptées aux conditions édaphiques. Enfin, les signatures chimiques des tissus internes des nodules reflètent les propriétés chimiques des sols dans lesquels ils se sont développés, indiquant une potentielle gestion des éléments traces métalliques dans ces tissus.Tous ces éléments suggèrent que la symbiose fixatrice d’azote contribue de manière significative dans l’adaptation d’Acacia spirorbis à des sols contrastés et pouvant présenter une toxicité polymétallique extrême.

Acacia spirorbis is an endemic species of New Caledonia, capable of forming symbiosis with soil micro-organisms, including ectomycorrhizae and developing on a very wide variety of soils. In order to test the capacities of this species to initiate a process of ecological restoration of ecosystems degraded by mining activities, a nursery trial and three field trials were setted up. These trials highlight the ability of A. spirorbis to play, through facilitation, a nurse plant role for target species of the genus Tristaniopsis in the frame of ecological restoration processes. Thus, we first described the diversity of the ectomycorrhizal fungi associated with A. spirorbis and then we described their ability to associate in the field with Tristaniopsis thanks to the initial presence of A. spirorbis. The capacities of A. spirorbis to facilitate the implantation of other target species by improving their survival, growth and allowing them to access to a diversified range of ectomycorrhizal fungal partners are described. These results led to propose a technical itinerary for ecological restoration of degraded mining maquis, an itinerary based on facilitation between species using A. spirorbis as a nurse plant.; Acacia spirorbis est une espèce endémique de la Nouvelle-Calédonie, capable de former des symbioses avec des microorganismes du sol, notamment des ectomycorhizes et de se développer sur une très large variété de sols. Afin de tester les capacités de cette espèce à permettre d’initier un processus de restauration écologique des écosystèmes dégradés par l’exploitation minière, un essai en pépinière et trois essais sur le terrain ont été mis en place. Ces essais ont permis de mettre en évidence la capacité d’A. spirorbis à jouer, grâce à la facilitation, un rôle de plante nurse pour des espèces cibles de la restauration écologique comme des espèces du genre Tristaniopsis. Ainsi, nous avons tout d’abord décrit la diversité des champignons ectomycorhiziens associés avec A. spirorbis puis, nous avons constatés leur capacité à s’associer sur le terrain aux Tristaniopsis grâce à la présence initiale d’A. spirorbis. Les capacités d’A. spirorbis à faciliter l’implantation d’autres espèces en améliorant leur survie, leur croissance et en leur permettant de disposer de partenaires fongiques ectomycorhiziens diversifiés sont décrites. Ces résultats on conduit à proposer un itinéraire technique de restauration écologique des maquis miniers dégradés, itinéraire fondés sur la facilitation entre espèce utilisant A. spirorbis comme plante nurse.

"Topsoil", as an ecological tool of restoration of the mines made in terraces, consist of getting back the layers full of organic matter, seeds and micro-organisms (which define the biological potential of restoration), during a procedure made following the exploitation of the mines, then could be extend to the sites which require some restoration.While the problem of ecological restoration is at the center of the debate, topsoil appears, according to the literature, as an efficient technique and their uses are well recommended. However, they only have been used in New Caledonia since the beginning of the XXI century. The actual knowledge of this specific tool is still incomplete, and the characteristics of topsoil, same as the results, remain inconsistent. The research made around this topic gave us a better understanding of the interaction between the biological components of topsoil and their way of evolving (seeds’ bank, micro-organisms and the physic and chemical characteristics). The results obtained demonstrate that the use of topsoil as an ecological restoration could be beneficial for the restoration of the ultramafic ecosystem of New Caledonia. It could, as well, find a place in the development of new strategies of ecological restoration of mines in terrace of the country. However, it has been shown in another hand that topsoil would not be sufficient to restore the entire vegetal diversity of the ultramafic bedrock of the country. For this reason, it has to be associated with different techniques of restoration.; Le « topsoil » comme outil de restauration écologique des terrains miniers dégradés, consiste à récupérer la couche de sol naturellement riche en matières organiques, semences et micro-organismes (qui définissent le potentiel biologique de restauration), lors d'une opération qui précède l'exploitation minière, puis à l'épandre sur les sites à restaurer. Au coeur des problématiques de restauration écologique, les topsoils apparaissent à travers la littérature comme une technique efficiente et leur utilisation est abondamment préconisée. Toutefois celle-ci ne date, en Nouvelle-Calédonie, que des années 2000. Les connaissances actuelles locales liées à cet outil sont encore fragmentaires, et les caractéristiques des topsoils, tout comme les résultats obtenus sont hétérogènes. Ce travail de recherche a permis d'améliorer notre compréhension des interactions entre les composantes biologiques des topsoils et les phénomènes intervenant dans leur évolution (banque de graines, micro-organismes, et caractéristiques physico-chimiques). Les résultats obtenus ont montré que l'utilisation des topsoils en restauration écologique peut favoriser la restauration des écosystèmes ultramafiques néo-calédoniens, et pourraient trouver une application dans la conception de nouvelles stratégies de restauration écologiques des terrains miniers dégradés du territoire. Néanmoins, il est également apparu que les topsoils ne peuvent à eux seuls restaurer la totalité de la diversité végétale qui caractérise les substrats ultramafiques du territoire, et doivent donc être associés à d'autres techniques de restauration.

"Topsoil", as an ecological tool of restoration of the mines made in terraces, consist of getting back the layers full of organic matter, seeds and micro-organisms (which define the biological potential of restoration), during a procedure made following the exploitation of the mines, then could be extend to the sites which require some restoration.While the problem of ecological restoration is at the center of the debate, topsoil appears, according to the literature, as an efficient technique and their uses are well recommended. However, they only have been used in New Caledonia since the beginning of the XXI century. The actual knowledge of this specific tool is still incomplete, and the characteristics of topsoil, same as the results, remain inconsistent. The research made around this topic gave us a better understanding of the interaction between the biological components of topsoil and their way of evolving (seeds’ bank, micro-organisms and the physic and chemical characteristics). The results obtained demonstrate that the use of topsoil as an ecological restoration could be beneficial for the restoration of the ultramafic ecosystem of New Caledonia. It could, as well, find a place in the development of new strategies of ecological restoration of mines in terrace of the country. However, it has been shown in another hand that topsoil would not be sufficient to restore the entire vegetal diversity of the ultramafic bedrock of the country. For this reason, it has to be associated with different techniques of restoration., Le « topsoil » comme outil de restauration écologique des terrains miniers dégradés, consiste à récupérer la couche de sol naturellement riche en matières organiques, semences et micro-organismes (qui définissent le potentiel biologique de restauration), lors d'une opération qui précède l'exploitation minière, puis à l'épandre sur les sites à restaurer. Au coeur des problématiques de restauration écologique, les topsoils apparaissent à travers la littérature comme une technique efficiente et leur utilisation est abondamment préconisée. Toutefois celle-ci ne date, en Nouvelle-Calédonie, que des années 2000. Les connaissances actuelles locales liées à cet outil sont encore fragmentaires, et les caractéristiques des topsoils, tout comme les résultats obtenus sont hétérogènes. Ce travail de recherche a permis d'améliorer notre compréhension des interactions entre les composantes biologiques des topsoils et les phénomènes intervenant dans leur évolution (banque de graines, micro-organismes, et caractéristiques physico-chimiques). Les résultats obtenus ont montré que l'utilisation des topsoils en restauration écologique peut favoriser la restauration des écosystèmes ultramafiques néo-calédoniens, et pourraient trouver une application dans la conception de nouvelles stratégies de restauration écologiques des terrains miniers dégradés du territoire. Néanmoins, il est également apparu que les topsoils ne peuvent à eux seuls restaurer la totalité de la diversité végétale qui caractérise les substrats ultramafiques du territoire, et doivent donc être associés à d'autres techniques de restauration.