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31326 Castanet Tolosan cedex - France

Dernière mise à jour : Mai 2018

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Interactions Sol Plante Atmosphère

DEFOSSEZ Pauline

Chargée de Recherche

Equipe Mécanique Environnementale

INRA Département Environnement & Agronomie

pauline_defossez

Unité ISPA Interactions Sol Plante Atmosphère
Equipe « Mécanique Environnementale »
05 57 12 23 64

pauline.defossez@inra.fr             

Parcours

  • 2014  Habilitation à Diriger des Recherches de l’Université d’Orléans. « Biomécanique des sols : du tassement des sols cultivés à l’ancrage des arbres »
  • 1998  Docteur de l’Université Paris VII spécialité Physique des solides. Laboratoire de Physique de la Matière Condensée. Ecole normale supérieure. Paris. « Propriétés tribologiques d’une interface multicontacts »
  • 1995  DEA de Physique des Solides (Paris-Sud  XI)
  • 1990-1994      DEUG Science et Structure de la Matière, licence et maîtrise Physique Fondamentale de l'Université Denis Diderot (Paris VII)

 

Recherches

Mes recherches portent sur la structure et la résistance mécanique des sols qui ont un impact considérable sur les transferts hydriques dans les sols et l’implantation et l’ancrage des plantes dans les sols. Mes travaux concernent principalement la question de l’ancrage des arbres dans le sol, i.e. l’interaction mécanique entre le système racinaire et le sol, pour mieux comprendre la résistance des arbres à l’arrachement par le vent. Je m’intéresse également à la manière dont les arbres peuvent s’acclimater aux conditions de vent environnantes pour adapter leur structure et mieux résister aux vent.

 

Projets en cours

Projet TWIST  « Réponse de l'arbre aux vents forts » (ANR JCJC 2013-2018, coordinatrice) 

Le projet TWIST se propose de mieux comprendre l’interaction mécanique racines-sol et le rôle de l’humidité et de la fatigue du sol sur la résistance des arbres à l’arrachement au cours des tempêtes. Le premier objectif du projet TWIST est d’estimer les effets des conditions de sol sur la stabilité des arbres, notamment le niveau de saturation en eau du sol lors des épisodes de tempêtes. Le deuxième objectif est d’établir à l’échelle de l’arbre une méthode pour prévoir l’occurrence de ruine de l’arbre par arrachage en fonction des conditions microclimatiques. Le troisième objectif de TWIST est d’élaborer modèle simplifié de déracinement sous le vent incluant les connaissances acquises par notre approche mécaniste.

 

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Système racinaire d’un pin maritime après arrachement (Hauteur de l’arbre =26 m)

 

Résistance des arbres aux tempêtes (Projet TWIST).

Projet VENTPIN « Impact du vent sur la croissance et les propriétés du bois du pin maritime » (Projet Région Aquitaine 2015-2016, coordinatrice)

 

 

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Le projet VENTPIN associe 2 laboratoires de recherche l’UMR Biogeco et l’UMR ISPA, ainsi que l’ONF, le CRPF et le FCBA. L’influence du vent sur la croissance des plantes, des arbres, leurs formes, et l’allocation de leur biomasse est bien établie dans la littérature scientifique. Cependant l’intégration de ces effets dans une approche globale croissance/résistance mécanique du bois n’a pas encore été réalisée essentiellement par manque de connaissance sur les mécanismes d’acclimatation des arbres aux vents. Le projet VENTPIN repose sur des progrès récents obtenus par l’équipe de l’UMR PIAF INRA sur la mécanoperception et l’acclimatation des végétaux aux vents. Cette équipe a mis au point le modèle S3m, de simulation de la réponse en croissance de l’arbre aux vents pour la croissance secondaire sur des jeunes plants de peupliers. L’ambition du projet VENTPIN est de coupler différents modèles biophysiques (écoulements turbulent, biomécanique, écophysiologie) pour décrire ces phénomènes d’acclimatation aux vents et de renforcement mécanique des arbres adultes dans le cas du pin maritime. 

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Acclimatation aux vents chroniques (projet VENTPIN).

 

Encadrements en cours

Clément Saint Cast (thèse, 2015-2018) « Modélisation du développement architectural, de l'acclimatation au vent dominant et de l'ancrage du système racinaire du pin maritime » - Cette thèse consiste à développer un modèle de croissance 3D des racines de structure et à évaluer l’impact de ce développement sur la stabilité de l’arbre. Il s’agit, dans la thèse, d'étudier la plasticité de l'espèce vis à vis des stimuli mécaniques dus aux vents. Elle est co-encadrée avec Frédéric Danjon (UMR Biogeco)

Fanjamalala Rajaonalison (thèse, 2016-2019) «Modélisation de l’impact du vent sur la croissance et les propriétés du bois du Pin maritime » - Des travaux récents (Moulia et al., 2011) ont permis de mieux comprendre les mécanismes de réponse de l’arbre aux vents chroniques. Les recherches fondamentales actuelles se concentrent sur la formation du cambium sous contraintes externes à l’échelle cellulaire. La spécificité de cette thèse est d’acquérir des connaissances pour un résineux, le pin maritime et l’échelle macroscopique de l’arbre. Elle est co-encadrée avec Alexandre Bosc (UMR ISPA)

Publications

Yang, M. ; Defossez, P. ; Danjon, F. ; Fourcaud, T. (2018) Analyzing key factors of roots and soil contributing to tree anchorage of Pinus species.Trees, 32 (3) : 703-712. DOI: 10.1007/s00468-018-1665-4

Dupont, S. ; Defossez, P. ; Bonnefond, J.-M. ; Irvine, M. R. ; Garrigou, D. (2018) How stand tree motion impacts wind dynamics during windstorms. Agricultural and Forest Meteorology, , 262 : 42-58.DOI: 10.1016/j.agrformet.2018.06.022

Yang, M., Défossez, P., Danjon, F., Dupont, S., Fourcaud, T., (2017) Which root architectural elements contribute the best to anchorage of Pinus species? Insights from in silico experiments. Plant and Soil, 411 (1-2) 275-291. DOI 10.1007/s11104-016-2992-0

Albrecht, A., Badel, E., Bonnesoeur, V., Brunet, Y., Constant, T., Défossez, P., de Langre, E., Dupont, S., Fournier, M., Gardiner, B., Mitchell, S. J., Moore, J. R., Moulia, B., Nicoll, B. C., Niklas, K. J., Schelhaas, M.-J., Spatz, H.-C., Telewski, F. W. (2016). Comment on "Critical wind speed at which trees break''. Physical Review. E , 94 (6), 1-2.

Défossez, P ., Richard, G., Keller, T., Adamiade, V., Govind, A., Mary, B. (2014). .Modelling the impact of declining soil organic carbon on soil compaction: application to a cultivated Eutric Cambisol with massive straw exportation for energy production in Northern France. Soil and Tillage Research, 141, 44-54. DOI : 10.1016/j.still.2014.03.003

Yang, M., Défossez, P., Danjon, F., Fourcaud, T. (2014). . Tree stability under wind: simulating uprooting with root breakage using a finite element method. Tree stability under wind: simulating uprooting with root breakage using a finite element method. Annals of Botany, 114 (4), 695-709. DOI : 10.1093/aob/mcu122

 Goutal, N., Keller, T., Défossez, P., Ranger, J. (2013). . Soil compaction due to heavy forest traffic: measurements and simulations using an analytical soil compaction model. Annals of Forest Science, 70 (5), 545 - 556. DOI : 10.1007/s13595-013-0276-x       

Tang, A. M., Cui, Y.-J., Richard, G., Défossez, P. (2011). . A study on the air permeability as affected by compression of three French soils. Geoderma, 162 (1-2), 171-181. DOI : 10.1016/j.geoderma.2011.01.019

Chaplain, V., Défossez, P., Richard, G., Tessier, D., Roger-Estrade, J. (2011). . Contrasted effects of no-till on bulk density of soil and mechanical resistance. Soil and Tillage Research, 111 (2), 105-114. DOI : 10.1016/j.still.2010.08.015

Chaplain, V., Défossez, P., Delarue, G., Roger-Estrade, J., Dexter, A. R., Richard, G., Tessier, D. (2011). . Impact of lime and mineral fertilizers on soil stability for soil pHs. Geoderma, 167-168, 360-368. DOI : 10.1016/j.geoderma.2011.08.003

Chaplain, V., Défossez, P., Richard, G., Tessier, D., Roger-Estrade, J. (2011). . Erratum to “Contrasted effects of no-till on bulk density of soil and mechanical resistance” [Soil Tillage Res. 111 (2011) 105–114]. Soil and Tillage Research, 113 (1), 74-75. DOI : 10.1016/j.still.2011.02.001

Diserens, E., Defossez, P., Duboisset, A., and Alaoui, A., 2011. Prediction of the contact area of agricultural traction tyres on firm soil. Biosystems Engineering 110, 73-82.

Chaplain, V., Defossez, P., Delarue, G., Roger-Estrade, J., Dexter, A. R., Richard, G., and Tessier, D., 2011. Impact of lime and mineral fertilizers on mechanical strength for various soil pHs. Geoderma 167-68, 360-368.

Chaplain, V., Defossez, P., Richard, G., Tessier, D. and Roger-Estrade, J., 2011. Contrasted effects of no-till on bulk density of soil and mechanical resistance. Soil & Tillage Research, 111(2): 105-114. Erratum published in Soil & Tillage Research, 113(1): 74-75.

Tang, A.M., Cui, Y.J., Richard, G., Defossez, P., 2011. A study on the air permeability as affected by compression of three French soils. Geoderma, 162(1-2): 171-181.

Cui, K., Defossez, P., Cui, Y.J. and Richard, G., 2010. Quantifying the effect of matric suction on the compressive properties of two agricultural soils using an osmotic oedometer. Geoderma, 156(3-4): 337-345.

Cui, K., Defossez, P., Cui, Y.J., Richard, G., 2010. Soil compaction by wheeling: changes in soil suction caused by compression. European Journal of Soil Science, 61(4): 599-608.

Saffih-Hdadi K., Défossez P., Richard G., Cui Y.J., Tang, A-M., Chaplain V. 2009. A method to predict the soil susceptibility to compaction of surface layers as function of water content and bulk density, Soil and Tillage Research 105. 96-103.

Tang A.M.,Cui Y.J., Eslami J.and Défossez P. 2009. Analysing the form of the confined uniaxial compression curve of various agricultural soils, Geoderma. 148. 282-290.

Chaplain V., Brault A., Tessier D., Défossez P. 2008. Soil hydrophobicity: a contribution of diuron sorption. European Journal of Soil Science, 59, 1202–1208.

Cui K., Défossez P., Richard G., 2007. A new approach for modelling vertical stress distribution at the soil/tyre interface to predict the compaction of cultivated soils by using the PLAXIS code. Soil and Tillage Research, 95. 277-287.

Keller T., Défossez P., Weisskopf P., Arvidsson J. and Richard G., 2007. SoilFlex: A model for prediction of soil stresses and soil compaction due to agricultural field traffic including a synthesis of analytical approaches. Soil and Tillage Research 93. 391-411.

Pereira JO., Défossez P., Richard G., 2007. Soil susceptibility to compaction by wheeling as a function of some properties of a silty soil as affected by the tillage system. European Journal of Soil Science 58 (1): 34-44.

Roger-Estrade J., Richard G., Caneill J., Boizard H., Coquet Y., Défossez P., Manichon H., 2004. Morphological characterisation of soil structure in tilled fields: from a diagnosis method to the modelling of structural changes over time, Soil and Tillage Research. 79, 33-49.

Défossez P., Richard G., Boizard H., O’Sullivan M., 2003. Modelling change in soil compaction due to traffic as function of soil water content, Geoderma, 116, 89-105.

Défossez P., Richard G., 2002. Models of soil compaction due to traffic and their field evaluation, Soil and Tillage Research. 67, 41-64.

Avant 2000, nom d’auteur : “Berthoud”

Berthoud P., Baumberger T., G’sell C. and Hiver J. M., 1999. Physical analysis of the state- and rate-dependent friction law: Static friction, Phys.  Rev. B, 59 (22) 14313.

Berthoud P., G’sell C. and Hiver J-M, 1999. Elastic-plastic indentation creep of glassy poly(methyl methacrylate) and polystyrene: characterization using uniaxial compression and indentation tests, J. Phys. D : Appl. Phys., 32 2923-2932.

Baumberger T., Berthoud P. and Caroli C., 1999. Physical analysis of the state- and rate-dependent friction law: Dynamic friction, Phys. Rev. B, 60 (6) 3928-3939.

Berthoud P., Baumberger T., 1998.  Role of asperities creep in time- and velocity-dependent friction of a polymer glass,  Europhys.Lett., 41 (6) 617-622.

Berthoud P., Baumberger T., 1998.  Shear stiffness of a solid-solid multicontact interface,  Proc. R. Soc. Lond. A , 454 1615-1634.