Etude des impacts de la pluie, du vent et de l’humidification des feuilles sur la rétention de cendres volcaniques sur des plants de tomates. Etude des impacts des sels présents à la surface des cendres volcaniques sur des plants de haricots

Details

Supervisors

Delmelle, Pierre

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences agronomiques, à finalité spécialisée

Abstract

Les retombées de cendres volcaniques sur les cultures provoquent des dégâts importants et des pertes de rendements considérables pour les populations vivant à proximité de volcans actifs. Les types de dommages et les causes sont nombreuses et peuvent être évalués par les fonctions de fragilité. Ces fonctions encore peu documentées caractérisent la vulnérabilité des cultures et la prédiction des dégâts provoqués mais uniquement en fonction de l’épaisseur du dépôt. L’objectif de ce mémoire est d’apporter plus d’informations à propos d’une part, des effets de la pluie, du vent et de l’humidification des feuilles sur la rétention de cendres sur des plantes et d’autre part, sur les impacts provoqués par des sels présents à la surface des cendres sur des plantes. Pour améliorer ces connaissances, deux expériences ont été réalisées en serres. La première a testé l’influence sur des plants de tomates recouverts d’un dépôt de cendres de trois tailles de goutes (0,295 ; 2,11 et 4,54 mm), différentes durées d’exposition à la pluie (de 0 à 10 min) et quatre vitesses de vent (5, 10, 15 et 18 km/h) simulées en serres. Toutes ces conditions ont été obtenues avec et sans humectation du feuillage avant le dépôt de cendres. Des photographies avant et après la simulation ont été prises afin de quantifier le pourcentage de surface foliaire nettoyé grâce à la pluie et au vent. Les résultats démontrent qu’une exposition à la pluie et au vent permet de nettoyer une partie des cendres déposée à la surface des feuilles. L’agrandissement de la taille des gouttes accentue cet effet, ce qui n’est pas le cas d’une augmentation de la vitesse du vent. L’humectation préalable du feuillage n’affecte pas la capacité de la pluie à remobiliser des particules de cendres, si ce n’est pour des vitesses de vent faibles. Lors de la seconde expérience, des plants de haricots ont été recouverts d’un dépôt de cendres contenant des sels : NaCl et CaSO4.2H2O. Les concentrations en Ca2+ ont été fixées respectivement à 0,09 et 9 et celles de Na+ à 0,036 et 3,6 g/kg de cendres, pour représenter des cendres typiques d’une éruption magmatique et phréato-magmatique. Des plantes recouvertes de cendres sans ajout de sels et d’autres dépourvues de cendres ont servi de témoins. Les plantes ont été vaporisées avec de l’eau quotidiennement. Des lixiviats de cendres ont été réalisés chaque semaine pour mesurer les concentrations en Na+, Cl-, Ca2+, SO42-. Des scans de feuilles ont été réalisés pour quantifier les symptômes foliaires, ainsi que des mesures de biomasses fraiches et sèches. Deux symptômes foliaires ont été observés : des décolorations jaunes et des nécroses brunes. Les concentrations en sels ont diminué lors de la première semaine, et se sont ensuite stabilisées. Les biomasses fraiches et sèches des parties aériennes et des gousses n’ont pas été affectées par les sels. L’observation et la quantification des symptômes ont indiqué que les dommages sont davantage causés par la présence du dépôt de cendres que par les sels. Des études complémentaires sont nécessaires pour approfondir ces résultats. En reproduisant les expériences par exemple sur d’autres espèces de plantes, à divers stades de développement, en variant l’épaisseur du dépôt et la granulométrie des cendres, des analyses statistiques permettront de mieux comprendre les corrélations existantes entre ces variables. Ces résultats intégrés dans les modèles de risques permettront de proposer des stratégies de mitigation appropriées afin de limiter les pertes de rendements liés aux chutes de cendres volcaniques