Résumé - Université de la Nouvelle

STRATEGIES DE REVEGETALISATION
DES MAQUIS MINIERS NICKELIFERES DE NOUVELLE-CALEDONIE :
ETUDE SUR LES POTENTIELS BIOLOGIQUES DES TOPSOILS ET LEUR GESTION EN VUE DE LEUR
UTILISATION POUR LA RESTAURATION ECOLOGIQUE DES MILIEUX DEGRADES.
En Nouvelle-Calédonie, archipel de l’océan Pacifique Sud-Ouest, la présence de milieux
ultramafiques (1/3 de la surface du pays) revêt une importance particulière. Ces substrats abritent une
biodiversité végétale reconnue comme un des principaux « hotspot » mondiaux des flores
métallophytes, mais également selon les estimations, ¼ des ressources en nickel mondiales connues.
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 cœur des problématiques de
restauration écologique, les topsoils apparaissent à travers la littérature comme une technique efficiente
et leur utilisation abondamment préconisée. Toutefois celle-ci ne date, sur le territoire, 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 thèse a
ainsi pour objectif de contribuer à l’amélioration des connaissances sur les topsoils néo-calédoniens,
notamment par la caractérisation de leurs potentialités biologiques (fertilité physico-chimique, banque de
graines, micro-organismes).
Dans un premier temps, une étude typologique de 6 topsoils répartis le long d’un gradient de
succession végétale a permis de montrer que les communautés microbiennes des milieux ultramafiques
néo-calédoniens figurent parmi les systèmes terrestres les plus complexes et les plus riches. Les
résultats ont également permis de mettre en évidence que la distribution des communautés
microbiennes et de la banque de graines des topsoils, à l’échelle du paysage, sont plus structurées par
le couvert végétal que par les propriétés édaphiques, bien que ces dernières interviennent également de
façon notable. De plus, la banque de graines des topsoils comportent d’abondantes semences
d’espèces « pionnières » Cypéracéennes, pouvant avoir de nombreux effets positifs pour la réinstallation
rapide d’un couvert végétal, ainsi que sept espèces ne faisant pas partie des espèces dont la production
ou la récolte sont à ce jour maitrisées.
Dans un second temps, un suivi de l’évolution des potentialités biologiques de deux topsoils
stockés en verse sur une hauteur de 10m pendant 18 mois a été réalisé. Les résultats tendent à
démontrer la capacité de maintien du potentiel microbien des topsoils pendant stockage, sans perte de
la richesse spécifique. Une évolution dans le rapport des taxas dominants à toutefois été identifiée. Les
résultats ont également montré une dégradation du potentiel de fertilité chimique, alors que peu de
changements ont été observés dans les teneurs en éléments métalliques potentiellement phytotoxiques.
Le potentiel germinatif a montré de fortes baisses des densités de germinations, et de la richesse
spécifique de la banque de graines des topsoils pendant stockage, augmentant avec le temps et la
profondeur de stockage. Enfin, la comparaison de deux types de topsoils issus de deux formations
végétales différentes nous a permis de mettre en évidence un effet origine (selon le couvert végétal qui
leur était associé avant récupération) sur la vitesse de dégradation et les qualités de conservation des
potentialités biologiques des topsoils dans le temps.
Dans un troisième temps, des techniques visant à revitaliser un topsoil dégradé après stockage
ont été testées sur le terrain. Dix modalités ont ainsi été comparées. Les résultats ont mis en évidence
un effet significatif des techniques de plantation sur la remise en place de conditions de fertilité. Ils ont
également mis en évidence l’intérêt de l’utilisation d’amendements organiques, favorisant une
augmentation des teneurs en éléments nutritifs, des capacités d’échanges cationiques, des teneurs en
bases échangeables et une amélioration du pH des sols. Enfin, l’utilisation de plants mycorhizés a
montré une diminution significative des taux de mortalité, ainsi qu’une amélioration de l’activité
phosphatase.
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. 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.