Construction de Technosols fonctionnels et fertiles à partir de matériaux, déchets et sous-produits urbains pour un usage en micro-maraîchage bio-intensif

Construction of functional and fertile Technosols from urban materials, waste and by-products for a bio-intensive micro-gardening use

• Auteur / Autrice : Pénélope Cheval
• Direction : Aurélie Pelfrêne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l'environnement, des organismes, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 14/03/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement
• Partenaire(s) de recherche : École d'ingénieurs : JUNIA
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Veolia Environnement
• Jury : Président / Présidente : Geoffroy Séré
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Camille Dumat, Gilles Colinet, Bertrand Vandoorne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Geoffroy Séré, Laure Vidal-Beaudet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bentonite

Recyclage

Déchets (matériaux de construction)

Déchets organiques -- Recyclage

Pédobiologie

Sols -- Qualité

Sols -- Fertilité

Agriculture urbaine

Engrais et amendements

Technosols

Mots clés libres

Génie pédologique

Micro-maraîchage bio-intensif

Constructed Technosols

Pedological engineering

Urban farming

Soil quality

Résumé

La construction de Technosols permet de créer des sols à partir de matériaux non valorisés (déchets ou produits résiduels) pour remplir une ou plusieurs fonctions ou services écosystémiques. Cette thèse s'inscrit pleinement dans cette démarche et vise à concevoir des Technosols fonctionnels et fertiles pour un usage en maraîchage urbain. Deux Technosols ont été construits, en collaboration avec Veolia, à partir de matériaux, de déchets et de sous-produits urbains tout en s'inspirant de sols maraîchers réputés pour leurs bonnes potentialités agronomiques. L'objectif du travail consiste à étudier la fertilité de ces deux Technosols, différenciés dans leur composition par la présence ou l'absence de bentonite au regard de (i) leurs paramètres physiques, chimiques et biologiques, (ii) leur capacité à assurer la production de cultures maraîchères, et (iii) leur aptitude à assurer la fonction d'habitat de bioindicateurs de la faune. Les résultats mettent en évidence l'initiation de premiers processus pédogénétiques favorables (i) à l'amélioration de leur fertilité et (ii) à la production de cultures maraîchères de qualité et en quantité comparables à celles d'un sol maraîcher professionnel au cours de deux saisons culturales. Une distinction est toutefois établie avec, dans l'ensemble, des cultures de meilleure qualité dans les modalités incluant de la bentonite. L'analyse de la composante biotique permet, quant à elle, de montrer que les Technosols sont susceptibles d'être rapidement colonisés par des organismes pionniers et qu'ils ont la capacité à assurer la fonction d'habitat d'organismes ingénieurs de l'écosystème avec une propension globale des organismes à privilégier les modalités incluant une part de bentonite. Ces travaux représentent une opportunité d'imaginer une alternative aux prélèvements de terres rurales fertiles pour assurer les aménagements urbains, mais aussi d'accroître l'implantation de systèmes à l'origine de nombreux services écosystémiques (e.g. support de biomasses, approvisionnement de denrées alimentaires, régulation). Ils représentent également la possibilité de reconnecter production alimentaire et zone urbaine, deux termes encore antinomiques jusqu'à récemment.

The construction of Technosols enables to create soils from non-recovered materials (waste or residual products) to fulfil one or more functions or ecosystem services. This research aims to design functional and fertile Technosols for a market gardening use. In this way, two Technosols were constructed, in collaboration with Veolia, using materials, waste, and urban by-products, while taking inspiration from market garden soils known for their high agronomic potential. The objective of the work is to study the fertility of these two Technosols, differing in their composition by the presence or absence of bentonite with regard to (i) their physical, chemical and biological parameters, (ii) their capacity to ensure market garden crop production, and (iii) their ability to ensure a habitat function for several faunal bioindicators. The results show the initiation of first pedogenetic processes favorable to (i) the improvement of their fertility and (ii) the production of vegetable crops of comparable quality and quantity to a professional market garden soil during two cropping seasons. Yet, a distinction is made with, overall, better quality crops in the modalities including bentonite. The analysis of the biotic component showed that Technosols are likely to be rapidly colonized by pioneer organisms and that they have the ability to provide a habitat for several soil fauna engineers, with a propensity for organisms to favor the modalities including a proportion of bentonite. This work represents an opportunity to consider an alternative to the removal of fertile rural land for urban development, but also to increase the establishment of systems that provide many ecosystem services (e.g., biomass support, food supply, regulation). They also represent a possibility to reconnect food production and urban areas, two concepts that were antinomic until recently.