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Étude théorique et expérimentale des interactions non locales sur l’organisation spatio-temporelle des écosystèmes végétaux

par Messaoudi, Maroua
Président du jury Benhamou, Mabrouk B. M
Promoteur Tlidi, Mustapha ;Makhoute, Abdelkader
Publication Non publié, 2022-02-05

Thèse de doctorat

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Résumé :

Notre travail de thèse est consacré à l’étude théorique et expérimentale des structures spatiales de graminée d'Alfa, ou Stipa tenacissima L. Cette plante est originaire de l'ouest du bassin méditerranéen : elle est présente à la fois en Afrique septentrionale (Algérie, Libye, Tunisie, Maroc) et en Europe méridionale (Espagne, Italie). Nous avons focalisé notre projet de recherche dans les hauts plateaux du Maroc, afin de contribuer à la sauvegarde de la nappe alfatière au Maroc et principalement dans notre zone d’étude qu’est la province de Boulmane. Pour cela, nous avons mesuré le facteur allométrique d'Alfa en tenant compte des zones dominées par des classes d’âge ou par des espèces différentes. Les observations de terrain permettent d'estimer la densité de biomasse totale et les portées d'interactions facilitantes et compétitives.Nous rapportons pour la première fois la formation de spirales d’Alfa comme des motifs de végétation dans des conditions environnementales isotropes et uniformes, cette description précise en termes de modèle mathématique de la structure spatiale des végétations des hauts plateaux steppiques du Maroc, avec une approche expérimentale basée sur des techniques moderne comme la télédétection pour comprendre quantitativement le fonctionnement des écosystèmes aride et semi-aride. Ces spirales appartiennent à la classe des structures dissipatives trouvées hors d'équilibre, elles sont interprétées comme le résultat d'une instabilité de courbure qui affecte la forme circulaire des plaques localisées. La biomasse présente un comportement dynamique avec des arcs qui se transforment en spirales. L'interprétation des observations et des prédictions fournies par la théorie est illustrée par des mesures récentes de la morphologie particulière des plantes.Nous avons effectué une analyse faiblement non linéaire au voisinage de l'instabilité de brisure de symétrie, qui nous a permet d'établir la condition sous laquelle s'effectue le passage d'une instabilité super-critique à sous-critique. Par la suite, nous avons construit le diagramme de bifurcation de la végétation afin de générer numériquement une distribution aléatoire de parcelles de végétation localisées. Ce comportement se produit dans un régime où un état nu coexiste avec une densité de biomasse uniforme.