La fluorescence chlorophyllienne induite par le soleil (SIF) et le Photochemical Reflectance Index (PRI) sont deux signaux optiques détectables à distance et directement liés à la régulation de la photosynthèse. L’Agence Spatiale Européenne a approuvé récemment la mission FLEX, la première mission satellitaire dédiée à la mesure de la photosynthèse brute à l’échelle globale à partir de ces signaux SIF et PRI. Cependant, la nature et la force de lien entre ces deux signaux et la photosynthèse restent mal comprises. De nombreux facteurs confondants propres à la végétation (structure, phénologie, pigments) et liés aux conditions de mesures (diffus/direct, angle solaire, etc.) sont à l’origine de la grande variabilité spatiale et temporelle de ces signaux et compromettent leur usage en tant qu’indicateurs de la photosynthèse de l’écosystème. Dans l’objectif d’améliorer la compréhension et l’interprétation des interactions biophysiques entre ces signaux et la structure et le fonctionnement du couvert végétal, ce projet vise à développer un modèle qui couple les signaux SIF-PRI au fonctionnement photosynthétique du couvert végétal. Dans un premier temps, l’objectif est de mettre à profit les connaissances existantes dans la littérature afin de conceptualiser et de modéliser le devenir du rayonnement absorbé à l’échelle foliaire et les manifestations optiques qui lui associées en termes de signaux PRI et SIF. Dans un second temps, ce modèle foliaire sera couplé au modèle de fonctionnement du couvert forestier CASTANEA, en développement depuis une vingtaine d’années au sein de l’équipe EV. Brièvement, CASTANEA est un modèle spécifique fonctionnant à l’échelle d’un couvert végétal forestier. Les principaux processus biologiques (photosynthèse, respiration, croissance, allocation), biophysiques (interception, réflexion et transmission de la lumière, interception des précipitations, évapotranspiration) y sont représentés en s’appuyant sur les mécanismes mis en jeu. L’objectif est de disposer d’un modèle couplé CASTANEA-PRI-SIF permettant de simuler les propriétés optiques de réflectance et de fluorescence du couvert simultanément aux flux et aux stocks de CO2. Associé à des mesures optiques et d’échanges gazeux in situ, ce modèle constituerait un excellent outil de compréhension de la relation entre PRI/SIF et le fonctionnement écophysiologique et de validation de méthodes d’analyses de données satellitaires destinées à être appliquées à l’échelle globale.
Informations complémentaires :
1- Formation ; M2 Ecologie, Géosciences, formation d’ingénieur
2- La durée de stage 4 à 6 mois avec une indemnité de stage.
3- A la suite de ce stage, un projet de thèse sera proposé
4- Lieu du stage :
Laboratoire d’Ecologie Systématique et Evolution, UMR 8079 Université Paris Sud/CNRS/ AgroParisTech. Equipe Ecophysiologie Végétale, groupe Biophotonique Végétale – Bâtiment 362 – Faculté des Sciences d’Orsay, Université Paris Sud– 91405.
5- Encadrement : Kamel Soudani, Pr Université Paris Sud
[email protected]

Bibliographie :
Hmimina G., Merlier E., Dufrêne E., Soudani K. (2015) Deconvolution of pigment and physiologically related photochemical reflectance index variability at the canopy scale over an entire growing season. Plant, Cell & Environment. DOI: 10.1111/pce.12509
van der Tol, C., W. Verhoef, and A. Rosema (2009a), A model for chlorophyll fluorescence and photosynthesis at leaf scale, Agric. Forest Meteorol., 149(1), 96–105
van der Tol, C., W. Verhoef, J. Timmermans, A. Verhoef, and Z. Su (2009b), An integrated model of soil‐canopy spectral radiances, photosynthesis, fluorescence, temperature and energy balance, Biogeosciences, 6(12), 3109–3129
Dufrêne E, Davi H, Francois C, Le Maire G, Le Dantec V, Granier A. (2005). Modelling carbon and water cycles in a Beech forest. Part I: model description and uncertainty analysis on modelled NEE. Ecological Modelling, 185 : 407–436.5.

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