Liste des projets de recherche Gabon-France 2025

Type du projet :
“Les dessous des forêts tropicales, la biodiversité inexplorée du sous-bois”
Type de contrat :
Doctorat de 3 ans ou Post-doctorat de 2 ans en co-encadrement ou co-tutelle
Etablissement d’inscription :
Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM)
Etablissements partenaires :
Institut de Recherche en Ecologie Tropicale (IRET) - Centre national de la recherche scientifique et technologique (CENAREST), Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad), Université de Bourgogne Europe (UBE)
Encadrement au Gabon : 
- Superviseur académique : Nestor Engone Obiang (IRET)
- Encadrement de terrain pour la botanique : Raymonde Mboma (IRET)- Encadrement pour l’inventaire des champignons décomposeur : Prudence Yombiyeni (IRET),
- Encadrement pour l’analyse des données : Adeline Fayolle (Cirad, IRET), Begum Kaçamak (Cirad, IRET, post-doc OFVi)
Encadrement en France : 
- Superviseur académique : François Bretagnolle (UBE),
- Encadrement de terrain pour la botanique : Daniel Barthélémy (Cirad),
- Formation et contribution à Pl@ntNet : Daniel Barthélémy (Cirad),  Murielle Simo-Droissart (IRD, post-doc OFVi)
Localisation : 
- Au Gabon : IRET à Libreville
- En France : Unité “Forêts et Sociétés” du Cirad et Unité de Rrecherche “Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations” (AMAP) à Montpellier

Détails du projet : 
L’installation de parcelles d’inventaire a connu un essor grandissant ces dernières années sous les tropiques, notamment pour estimer les stocks de carbone contenus dans les forêts tropicales, et dans une moindre mesure la diversité arborée. Un grand effort a été réalisé pour standardiser les protocoles d’inventaire, et le standard ForestPlot.NET s’est imposé, avec une mesure des arbres de plus de 10 cm de diamètre à hauteur de poitrine dans des parcelles de 1 hectare (ha) disséminées. Si l’inventaire des arbres de plus de 10 cm de diamètre permet de bien estimer la biomasse et les stocks de carbone, la diversité végétale est quant à elle mal appréhendée avec ce type d’inventaire. D’autres types de parcelles existent, comme les méga-parcelles ForestGEO de 25-50 ha au sein desquelles toutes les plantes de plus de 1 cm de diamètre sont inventoriées. L’objectif de ce projet est de compléter l’information contenue dans les parcelles d’inventaire forestier de type ForestPlot.NET avec l’inventaire du sous-bois, en évaluant sa contribution à la diversité végétale, et à la dynamique forestière, via notamment la régénération des jeunes arbres, et ce, dans différents contextes (gradient de pression sur la faune, exploitation forestière). 

Les questions de recherche qui seront abordées dans ce projet sont les suivantes :
(1) Quelle est la contribution du sous-bois à la diversité végétale des forêts tropicales, et quelle est la contribution des différentes formes de vie (arbres, arbustes, lianes, et herbacées) à la diversité du sous-bois des forêts tropicales ?
(2) Quelles sont les variations dans les caractères morphologiques végétatifs liés à l’ontogenèse notamment chez les arbres et les espèces lianescentes ?
(3) Comment se positionnent les espèces végétales du sous-bois (et de la canopée) dans les réseaux d’interaction, et notamment de dispersion par les vertébrés, et de décomposition par les champignons ?
(4) Quelle est la réponse du sous-bois, en termes de densité, composition et diversité, à la pression sur la faune (recrutement des arbres dans les forêts vidées de leur faune) et à l’exploitation forestière ? Et comment cela impacte les réseaux d’interaction ?

Le projet est structuré en trois axes de recherches complémentaires et interconnectés. L’axe 1 de recherche porte sur la biodiversité du sous-bois et le développement du protocole d’inventaire. L’axe 2 a pour but de compléter l’information sur les espèces végétales (du sous bois et de la canopée) inventoriée dans les parcelles de la station de recherche d’Ipassa en ce qui concerne leur rôle et interaction dans les réseaux de biodiversité et notamment avec les animaux disperseurs (enquêtes) et les champignons décomposeurs (inventaires). L’axe 3 de recherche s’intéresse à la variation de la densité et de la diversité (composition inclus) du sous-bois en fonction de la pression sur la faune et/ou la réponse à l'exploitation forestière.

Profil attendu : Le candidat retenu pour le projet devra être titulaire d’un master 2 en écologie ou sciences de l'environnement ou d’un diplôme d’ingénieur forestier dans le cadre d’un doctorat, et d’un diplôme de docteur en écologie ou sciences de l’environnement dans le cadre d’un post-doctorat. Les étudiants gabonais ayant fait un cursus à l’étranger sont tout à fait éligibles. Un fort enclin pour la botanique et le travail de terrain est indispensable pour ce projet sur la biodiversité végétale du sous-bois des forêts tropicales gabonaises. Une bonne maîtrise du logiciel R est un atout supplémentaire pour l’analyse des données. La maîtrise de l’anglais, à l’écrit tout du moins, est un prérequis. L’aptitude à travailler en équipe et dans un environnement multiculturel (Gabon, France) sera également considérée dans la sélection, tout comme l’ouverture d’esprit et la curiosité, qui sont des moteurs pour la recherche scientifique.

Point contact : Pour plus d’informations sur le projet, veuillez contacter Adeline Fayolle (adeline.fayolle@cirad.fr)

Titre du projet : 
“Coexistence entre éléphants de forêt et communautés locales au Gabon : rôle des facteurs écologiques et de la tolérance dans les dynamiques de conflits et d’atténuation”
Type de contrat : 
Doctorat de 3 ans en co-encadrement
Etablissement d’inscription : 
Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM) ou Université Omar Bongo (UOB) 
Etablissements partenaires : 
Agence Nationale des Parcs Nationaux (ANPN), Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN)
Encadrement au Gabon : 
- Superviseur académique : Stephan Ntié (ANPN & USTM)
- Encadrement sur les conflits homme-éléphants : Stéphanie Bourgeois (ANPN)
- Encadrement en sciences humaines et sociales : Léa Larissa Moukagni (ANPN & IRET-CENAREST)
Encadrement en France : 
- Superviseur académique : Marie Sigaud (MNHN)
Localisation : 
- Au Gabon : Cellule scientifique, ANPN à Libreville (avec des missions de terrain à travers le pays)
- En France : Centre d’Écologie et des Sciences de la Conservation (CESCO) du MNHN à Paris

Détails du projet : 
Les éléphants de forêt (Loxodonta cyclotis) jouent un rôle majeur dans le fonctionnement des forêts du Bassin du Congo, indispensables aux populations locales et à la lutte contre le changement climatique. En danger critique d’extinction à cause du braconnage pour l’ivoire et de la perte d’habitat, l’espèce est également confrontée à une augmentation des contacts avec l’homme et les activités humaines, entraînant des conflits liés aux dégâts sur les cultures, voire aux pertes humaines. Le Gabon, dont 88 % du territoire est recouvert de forêts, abrite plus de 70 % des éléphants de forêt. Ces enjeux y prennent une dimension écologique, climatique, économique et sociale majeure. Le Partenariat pour la Forêt, la Nature et le Climat (PFNC) du Gabon a ainsi identifié l’amélioration de la compréhension des causes profondes des conflits homme-éléphant (CHE) comme l’une des actions prioritaires visant à protéger ses réserves vitales de carbone et biodiversité, incluant les populations vivant dans et autour de ces zones. Depuis 2014, l’Agence nationale des parcs nationaux (ANPN) mène un programme de recherche sur l’éléphant de forêt, combinant diverses méthodes de suivi indirect pour enrichir les connaissances sur l’espèce et guider les actions de gestion. Depuis 2021, l’ANPN collabore avec le Muséum national d’Histoire naturelle de Paris (MNHN) pour étudier les comportements des éléphants en relation avec les activités humaines et mieux comprendre l’influence du contexte socio-politique sur la coexistence.

L’objectif principal du projet est de comprendre comment le comportement et les densités des éléphants, ainsi que la tolérance des communautés locales, influencent les risques de conflits homme-éléphant au Gabon, afin d’identifier les leviers d’amélioration des stratégies d’atténuation.
Les objectifs spécifiques sont :
(1) Quantifier la présence des éléphants et évaluer les ressources alimentaires : estimer la densité des éléphants à proximité des villages, en fonction des variations jour/nuit et saisonnières, en lien avec la disponibilité des ressources alimentaires.
(2) Analyser les variations spatiales et temporelles de la tolérance : étudier la variation de la tolérance envers les éléphants selon les régions et au cours du temps, et identifier les facteurs (culturels, socio-économiques, densité d’éléphants, évènements négatifs, etc.) qui expliquent ces variations.
(3) Évaluer l'impact des mesures d'atténuation et identifier les leviers d'amélioration : mesurer l'efficacité des mesures d'atténuation institutionnelles et gouvernementales mises en œuvre, étudier leur intégration dans les mécanismes de perception et de tolérance des communautés, et déterminer les ajustements ainsi que les actions complémentaires nécessaires pour renforcer leur efficacité.
Le projet permettra de développer des outils standardisés et réplicables pour mesurer et suivre durablement la présence des éléphants autour des villages, ainsi que le niveau de tolérance des communautés locales.

Le projet s’appuiera sur une combinaison de méthodes (suivi acoustique, survols par drone, métabarcoding et des entretiens semi-directifs), qui seront déployées dans trois ‘super-sites’, incluant les stations de recherche des parcs nationaux d’Ivindo, de la Lopé et de Moukalaba Doudou, ainsi que d'autres sites répartis à travers le Gabon pour mesurer la variabilité nationale des conflits homme-éléphants.

Profil attendu : Le candidat idéal doit être titulaire d’un master 2, avec une formation en écologie (biologie, environnement) ou en sciences humaines et sociales (sociologie, géographie humaine, anthropologie). Un profil interdisciplinaire constituerait un atout majeur pour mener à bien ce projet. Le candidat devra être motivé à mener des recherches de terrain dans des contextes complexes, notamment en milieu tropical, et être désireux d’acquérir progressivement les techniques spécifiques du projet, telles que le suivi acoustique, l’utilisation de drones et la conception ainsi que l'administration de questionnaires pour appréhender les perceptions des communautés locales. D'excellentes qualités relationnelles sont essentielles pour interagir efficacement avec les communautés locales et les équipes de recherche. Une aisance en communication écrite et orale, tant en français qu'en anglais, est également souhaitable. Enfin, le candidat devra démontrer curiosité, rigueur scientifique et autonomie.

Point contact : Pour plus d’informations sur le projet, veuillez contacter Stéphanie Bourgeois (StephanieBourgeois@anpngeneticlab.org)

Titre du projet : 
“Transferts de carbone et des éléments bioactifs dans les eaux noires du bassin de l’Ivindo au Gabon : influence des milieux lotiques et lentiques”
Type de contrat : 
Doctorat de 3 ans ou Post-doctorat de 2 ans en co-encadrement
Etablissement d’inscription : 
Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM)
Etablissements partenaires :  
Centre national de la recherche scientifique et technologique (CENAREST), Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Institut de recherche pour le développement (IRD)
Encadrement au Gabon : 
- Superviseur académique : Mike Makaya Mvoubou (USTM)
- Encadrement scientifique : Alfred Ngomanda (CENAREST)
- Encadrement sur les mesures de gaz à effet de serre et aux prélèvements : Vérelle Nsa Assoumou (USTM)
Encadrement en France : 
- Superviseurs académiques : Oleg S. Pokrovsky (CNRS) et Jean-Jacques Braun (IRD)
Localisation : 
- Au Gabon : Plateforme CENAREST-Gros Bouquet à Libreville
- En France : Laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET) 

Détails du projet : 
Le cycle du carbone dans les écosystèmes terrestres joue un rôle clé dans la régulation climatique. Il implique des interactions complexes avec le cycle de l’eau et les cycles d’éléments « bioactifs » qui modulent la productivité de la biomasse. Malgré leur importance, les bilans fiables de carbone restent difficiles à établir, notamment en raison de la diversité des écosystèmes terrestres et de l’incertitude sur les flux verticaux (échanges entre Zone Critique et eaux intérieures -zones humides, lacs et cours d’eau- avec l’atmosphère) et latéraux (exportation des eaux intérieures vers les océans). Un déséquilibre entre la séquestration du carbone et les émissions de gaz à effet de serre (GES : CO₂ et CH₄) peut exacerber le réchauffement global. Conformément à l'Accord de Paris, il est crucial de réduire ces émissions et d’augmenter la séquestration pour limiter le réchauffement à 1,5-2 °C. Une fraction significative du puits de carbone terrestre est transportée de la Zone Critique vers les océans via les eaux intérieures, où une partie de ce carbone est réémise dans l’atmosphère sous forme de CO₂ et CH₄. Dans les hydrosystèmes continentaux, la minéralisation et la disparition de la matière organique dissoute s’effectuent au travers la combinaison de processus complexes impliquant consommation hétérotrophique par les bactéries, photo-minéralisation par les rayons ultraviolets du soleil, agrégation moléculaire aboutissant à la floculation et adsorption sur des particules et colloïdes minéraux. Estimer les flux de carbone, d’eau et d’éléments bioactifs de façon concomitante et avoir une compréhension fine de leurs interactions dans les eaux intérieures sont essentiels pour évaluer les puits de carbone terrestres. À ce jour, des lacunes importantes subsistent concernant cette composante essentielle du cycle du carbone terrestre, tant en termes de son ampleur que des facteurs qui la contrôlent, à toutes les échelles spatiales et temporelles. Ces lacunes freinent l’élaboration de recommandations adéquates pour améliorer le captage du carbone atmosphérique par les écosystèmes terrestres. 
Malgré l’importance des eaux continentales des basses latitudes (10° N à 10° S) dans les émissions de GES, d’importants déficits de connaissances subsistent quant à leur variabilité spatiale et aux mécanismes de contrôle. Cela est particulièrement vrai pour le bassin forestier du Congo, notamment pendant les périodes de hautes eaux. Ce projet de thèse s’ancre dans la continuité des études menées par notre équipe de recherche sur les bilans de transfert et les processus hydrobiogéochimiques dans le bassin de l’Ogooué au Gabon, bassin contigu à celui du Congo. Il cible en particulier le bassin de la rivière Ivindo, affluent majeur du fleuve Ogooué. L’ivindo est une rivière d’eaux noires riche en matière organique dissoute qui partage des caractéristiques communes avec le Rio Negro en Amérique du Sud et le Nyong en Afrique centrale incluant un lit et des berges stables, des zones ripariennes étendues, de faibles taux de dénudation où l’altération chimique domine l’érosion physique, des eaux acides avec de fortes concentrations en substances humiques et fulviques provenant de la décomposition de la végétation. Les concentrations en carbone dissous sont de l’ordre de 10 à 40 mg/L.

Dans ce contexte, cette thèse vise à apporter des éléments de réponses aux questions scientifiques suivantes :
(1) Quelle est l’importance des émissions de CO₂ et de CH₄ dans le continuum hydrologique du bassin forestier relativement préservé de l’Ivindo ?
(2) Quels sont les défis méthodologiques liés à la mesure des flux de GES dans les environnements aquatiques tropicaux, et comment peuvent-ils être relevés pour garantir une collecte de données robuste ?
(3) Quel est le rôle de la matière organique et des colloïdes riches en Fe(III) et Al(III) dans le transport des éléments bioactifs, majeurs et en trace, dans les eaux intérieures du bassin de l’Ivindo ?
(4) Comment le statut colloïdal de la matière organique dissoute et des éléments bioactifs évolue-t-il le long du continuum hydrologique du bassin de l’Ivindo, depuis les eaux stagnantes des sols jusqu’aux cours d’eau ?
(5) Comment les schémas de transport de la matière organique dissoute, du Fe/Al et des éléments trace en Afrique centrale se comparent-ils à ceux observés dans d'autres régions tempérées, boréales et tropicales ?
(6) Existe-t-il des caractéristiques universelles du transport de la matière organique dissoute et des éléments en trace dans les eaux humiques à l’échelle mondiale, et comment les eaux africaines contribuent-elles à cette compréhension ?

La majeure partie des travaux de terrain se feront dans et aux alentours du super-site de Makokou-Ipassa à partir de la Station de recherche du CENAREST dans le nord est Gabon. La station est située en bordure de l’Ivindo dans le Parc National. Sur le terrain, la méthodologie consistera en 2 missions courtes en saisons contrastées pour échantillonner une dizaine de sites (rivières et zones inondables, sources) avec : mesures GES et paramètres physicochimique, collecte de particules sur filtres, filtrations, dialyses et mise en place d’un suivi temporel sur deux ans.
Au laboratoire, les analyses concerneront les éléments majeurs et en trace, les anions majeurs en chromatographie ionique, le carbone.

Profil attendu : Idéalement, vous possédez une formation en sciences de l'environnement ou en ingénierie niveau Master, avec des connaissances en hydrologie, géochimie et en techniques de mesure associées. Des connaissances en technologies de télédétection et en méthodes d'analyse seraient également utiles. Une expérience de travail sur le terrain sera un atout, car ce projet de doctorat nécessitera plusieurs missions sur site dans le bassin de l’Ivindo avec mise en place d’instrumentation, qui sont essentielles pour mener à bien cette recherche.

Point contact : Pour plus d’informations sur le projet, veuillez contacter Jean-Jacques Braun (jjbraun1@gmail.com)

Titre du projet : 
“Interrelations entre duraminisation et transition juvénile-adulte dans les essences tropicales en lien avec la variabilité intra-arbre des propriétés d’usage”
Type de contrat : 
Doctorat de 3 ans en co-encadrement
Etablissements d’inscription : 
Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM)
Etablissements partenaires : 
Institut de Recherche en Ecologie Tropicale (IRET) du Centre national de la recherche scientifique et technologique (CENAREST), Institut de Recherche Technologique (IRT) du CENAREST, Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad), Université Clermont-Auvergne (UCA) - Institut National Polytechnique (INP).
Encadrement au Gabon :
- Superviseur académique : Rodrigue Safou Tchiama (USTM/ École Polytechnique de Masuku EPM)
- Encadrement sur la résistance aux champignons lignivores : Prudence Yombiyeni (IRET)
- Encadrement sur les mesures physiques et la logistique d’approvisionnement en bois : Serge Ekomy Ango (IRT)
Encadrement en France :
- Superviseurs académiques : Loïc Brancheriau (Cirad) et Jean Gérard (Cirad)
- Encadrement scientifique sur les mesures physiques : Rostand Moutou Pitti (UCA-INP)
Localisation :
- Au Gabon : USTM/EPM à Franceville
- En France : Unité de Recherche “Biomasse, Bois, Energie, Bioproduits (BioWooEB)” du Cirad à Montpellier

Détails du projet :
La durabilité de l'exploitation forestière en Afrique centrale, notamment au Gabon, est fragilisée par la dépendance à un nombre trop limité d’essences dont l’exploitation est considérée aujourd’hui comme économiquement rentable. Pour remédier à cette situation, la diversification des essences commercialisées constitue un enjeu majeur en réduisant la pression sur les essences les plus recherchées, en favorisant une meilleure reconstitution des volumes de bois, en prévenant les changements significatifs de la structure forestière, et en augmentant la résilience des opérations forestières durables par une diversification des flux de revenus. Cette diversification permet au modèle éprouvé de la « concession forestière en gestion durable » (certifiée FSC-FM ou PAFC-BC1) d’être viable économiquement et donc de se pérenniser. Développer des débouchés pour une plus grande variété d’essences contribuera à une gestion plus équilibrée et durable des forêts tropicales de la région. Pour réussir cette transition, il est essentiel d’améliorer la connaissance de certaines caractéristiques technologiques du bois et de leur variabilité en fonction de leur répartition géographique et de leurs conditions de croissance. Les essences à étudier sont principalement des essences peu commercialisées, essences dites secondaires, aussi communément appelées LKTS. Les enjeux associés au développement de l’utilisation des LKTS sont notamment liés à leur emploi en milieu extérieur, abrité ou exposé, correspondant à une demande qui monte en puissance, tant dans les pays importateurs que dans les régions de production. L’amélioration des connaissances sur le comportement technologique de ces bois doit porter sur leurs caractéristiques de stabilité, caractéristiques discriminantes pour toutes les utilisations des bois en extérieur, et sur la variabilité de ces caractéristiques : stabilité physique, principalement retraits de séchage couplés à la densité ; stabilité biologique, principalement résistance aux champignons lignivores et résistance aux termites. Ces deux groupes de caractéristiques sont liés à la présence dans le bois de métabolites secondaires (ou extractibles) dont l’analyse (taux et composition chimique) contribue à en expliquer la variabilité.

Les principales questions de recherche associées à ces objectifs sont les suivantes :
(1) Quel est l’effet de la provenance des bois sur les caractéristiques étudiées ?
(2) Les interrelations entre le processus de duraminisation et le phénomène de transition bois juvénile / bois adulte permettent-elles d’expliquer l’intégralité de la variabilité intra-arbres des propriétés du bois ?
(3) Est-il possible de construire un modèle prédictif des indicateurs de stabilité des bois à partir de la connaissance qualitative et quantitative de leurs métabolites secondaires ?
(4) Quelles sont les différents types de bois de transition chez l’Azobé et le Niové et comment varie leur durabilité naturelle en fonction de la provenance des bois ? De leur âge cambial ?

La méthodologie employée : i) Recherche documentaire et analyse bibliographique; ii) Sélection des espèces à étudier et des sites de prélèvements; iii) Prélèvement des bois à étudier et préparation des échantillons de laboratoire ; iv) Essais de laboratoire et analyse des données obtenues (résistance aux champignons lignivores et aux termites, analyse des métabolites secondaires, mesures physiques : retraits de séchage T et R, densité); v) Rédaction et dissémination.

Profil attendu : Le candidat souhaité sera titulaire d’un Master en Sciences du Bois (ENEF) ou d’un Master en Chimie Organique et Substances Naturelles (USTM) ou d’un diplôme équivalent.  Qualités demandées : aptitude au travail en équipe et autonomie, bonnes capacités de communication et de rédaction.

Point contact : Pour plus d’informations sur le projet, veuillez contacter Rodrigue Safou Tchiama (rodriguesafoutchiama@gmail.com)

Titre du projet : 
“Phénologie par suivi drone sur le site d’Ipassa: déterminants des variations saisonnières de la capacité photosynthétique à l’échelle du paysage en lien avec la productivité primaire (bois et litière)”
Type de contrat : 
Doctorat de 3 ans ou Post-doctorat de 2 ans en co-encadrement
Etablissement d’inscription : 
Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM)
Etablissements partenaires :  
Institut de Recherche en Ecologie Tropicale (IRET) - Centre national de la recherche scientifique et technologique (CENAREST), Institut de recherche pour le développement (IRD), Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad)
Encadrement au Gabon : 
- Superviseur académique : Donald Midoko Iponga (IRET)
- Encadrement scientifique : Alfred Ngomanda (CENAREST)
Encadrement en France : 
- Superviseur académique : Nicolas Barbier (IRD)
- Encadrement scientifique : Adeline Fayolle (Cirad)
Localisation : 
- Au Gabon : IRET à Libreville
- En France : Unité de Recherche  “botAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations” (AMAP) à Montpellier

Détails du projet : 
Les modèles dynamiques globaux de climat-végétation (DGVMs) sont essentiels pour comprendre et prédire les dynamiques climatiques terrestres et prendre des mesures politiques collectives contre le changement climatique. Les forêts tropicales jouent un rôle crucial dans les bilans mondiaux de carbone, d'eau et d'énergie, mais les flux de matière et d'énergie sont mal compris, tant spatialement que temporellement. Les DGVMs échouent souvent à reproduire les dynamiques observées de productivité et les rétroactions climat-végétation, en raison de ces lacunes (Chen et al., 2020; Restrepo-Coupe et al., 2017). Une lacune majeure porte sur la compréhension des stratégies biologiques permettant aux espèces d’optimiser des ressources (lumière, eau) variables dans l’espace et le temps et qui régissent les variations de la productivité primaire au fil des saisons. En particulier la phénologie végétative, qui module la quantité et la qualité du feuillage est très mal connue pour la plupart des espèces (Albert et al., 2019). La surveillance de la productivité des forêts tropicales repose actuellement sur des installations permanentes coûteuses et limitées, comme les tours à flux et les réseaux de parcelles d'inventaire. Les données satellitaires offrent une perspective plus large, mais les signaux observés, tels que l'augmentation de la verdure du couvert pendant les périodes sèches, restent débattus. Les effets confondants et les limitations techniques compliquent l'interprétation des données (Morton et al., 2014). Une approche basée sur un suivi par drones a pu être développée au cours des projets Phenobs (Barbier et al., 2021) (Labex CEBA, Guyane Française, PI: N. Barbier) et CoforFunc (UE Biodiversa, PI: R. Pelissier). De nombreux capteurs existent, mais dans une configuration minimale une simple caméra RGB permet d’obtenir une cartographie détaillée de la canopée sur plusieurs centaines d’ha, et ainsi caractériser les phénophases et le niveau de verdure (indice de greenness) à l’échelle de l’arbre et du paysage. Une caméra thermique permet par ailleurs de déterminer le flux de chaleur latente (transpiration) et donc l’ouverture des stomates. Nous proposons d’avoir recours à un système entièrement automatisé d’acquisition (Dji dock 2). Dans l’hypothèse d’un financement complémentaire permettant l’achat d’un drone LiDAR dédié au suivi à Ipassa, nous pourrons également mesurer les variations fines de densité du feuillage (Vincent et al., 2017). En complément, nous proposons de renforcer le suivi des pièges à litières ainsi que les suivis phénologiques au sol et de mobiliser les données des inventaires forestier permanents (Iponga et al.2018). Nous pourrons ainsi coupler plusieurs points de vue et analyser le timing et les compromis dans l’allocation du carbone à la croissance végétative primaire et secondaire, à la reproduction, ainsi que les pertes de branches, de litière ou les événements de mortalité. Dans la mesure du possible des gradients de composition floristique, de diversité (y compris monodominance), de dégradation, et de régime hydrique seront explorés. Couplées à des mesures météorologiques détaillées (irradiance, température, humidité de l’air) permise par la station météorologique installée par IGE) ces données constituent un jeu d’information minimal pour informer différents modèles de flux de carbone et d’eau (MAESPA, TROLL, ORCHIDEE). La position du site d’Ipassa par rapport à l’équateur climatique et à l’influence océanique (nébulosité), en font un site d’intérêt particulier (Philippon et al., 2019 ; Rejou-Mechain et al., 2008). Sans prétendre à se substituer à des infrastructures lourdes telles qu’une tour à flux, l’approche proposée permet de démarrer un suivi à long terme du site d’Ipassa, qui permettra à la fois de comprendre les déterminants de la productivité primaire et d'appréhender la diversité biologique des stratégies fonctionnelles. Ce suivi ouvrira la voie à de nombreuses autres études en génétique des populations, systématique, écologie spatiale, dynamique des population (mortalité). Les données seront également un outil précieux pour la calibration de missions satellites, ainsi qu’un outil de veille et d’alerte sur l’impact du changement climatiques sur les forêts denses du Gabon.

L’objectif principal du projet est de caractériser le fonctionnement des différents types forestiers autour du site d’Ipassa. Les objectifs spécifiques sont : 
(1) Mettre en place un suivi automatisé par drone RGB et thermique de la phénologie végétative dans la canopée à Ipassa, sur 200 ha ;
(2) Analyser à l’échelle des arbres, des espèces et des peuplements la variation de la greenness, des phénophases végétatives et de la transpiration au cours du temps, en fonction du niveau de dégradation et de la composition floristique ;
(3) Caractériser les stratégies et déterminants de la croissance primaire et du renouvellement foliaire et les relier à d’autres traits fonctionnels des espèces ;
(4) Relier les événements détectés en canopée (renouvellement et chute des feuilles) aux données de litière, de croissance et de suivi phénologiques détectés au sol ;
(5) Comparer le fonctionnement de forêts pionnières mono-dominantes à l'okoumé à des forêts anciennes mixtes.

Les méthodologies employées seront : i) Suivis hebdomadaires par drone; ii) Digitalisation des arbres en forêt; iii) Analyse des données aériennes; iv) Analyse des données prises au sol.

Profil attendu : Le candidat devra disposer de bonnes connaissances préalables en biologie et en botanique et pourra être formé à la télédétection et à la manutention du système drone, ainsi qu’au traitement des données. Une bonne culture en informatique et en programmation (langage R), ainsi qu’en statistique est vivement souhaitée. Le candidat devra être à même d’effectuer des missions régulières en forêt.

Point contact : Pour plus d’informations sur le projet, veuillez contacter Nicolas Barbier (nicolas.barbier@ird.fr)

Titre du projet : 
“Analyse régionale des types de végétation et forêts du Gabon et du Bassin du Congo par l’intégration de sources et modèles hétérogènes”
Type de contrat : 
Doctorat de 3 ans en co-encadrement
Etablissement d’inscription : 
Université des Sciences et Techniques de Masuku (USTM)
Etablissements partenaires : 
Agence Gabonaise d'Etudes et d'Observations Spatiales (AGEOS), Institut de recherche en Ecologie Tropicale (IRET) du Centre national de la recherche scientifique et technologique (CENAREST), Institut de recherche pour le développement (IRD), Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad)
Encadrement au Gabon : 
- Superviseur académique : Aboubakar Mambimba (AGEOS)
- Encadrants scientifiques : Alfred Ngomanda (CENAREST) et Donald Iponga Midoko (IRET)
Encadrement en France : 
- Superviseurs académiques : Pierre Couteron et Nicolas Barbier (IRD)
- Encadrant scientifique : Paul Tesson (Cirad)
Localisation : 
- Au Gabon : AGEOS à Libreville
- En France : Unité de Recherche “botAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations” (AMAP) à Montpellier

Détails du projet : 
La cartographie détaillée des types de végétation est une condition préalable fondamentale pour les questions et les applications relatives à la biodiversité et au carbone. Cela implique de distinguer différents types de végétation tels que la végétation marécageuse des tourbières ou des forêts ripicoles (forêts édaphiques), les forêts plus ou moins ouvertes (par exemple, les forêts de Marantaceae), les peuplements monodominants (par exemple, les forêts dominées par le Gilbertiodendron ou l'Okoumé), les forêts en régénération ou la végétation plus ou moins dégradée, ainsi que des types de végétations ouvertes (savanes) et des forêts sèches (Miombo). Dans le Bassin du Congo, ces différents types de couverture végétale présentent des compositions et des fonctions floristiques et faunistiques contrastées (Réjou-Méchain et al., 2021) et des différences importantes peuvent même être observés à l’intérieur des types les plus diversifiés et étendus (comme les forêts de terre ferme). Toutes ces différences confèrent aux types de forêts et aux gradients qu’ils recèlent des rôles différents dans les flux biogéophysiques et chimiques (par exemple, le stockage de C dans les tourbières, le carbone du sol, la charge sédimentaire dans les cours d'eau). Les cartes existantes des types de végétation sont basées sur l'extrapolation des données des parcelles (185 665 parcelles utilisées par Réjou-Méchain et al., 2021) avec une résolution de 10 km par 10 km sur l'ensemble du Bassin du Congo. Pour obtenir une meilleure résolution à grande échelle, il est possible de combiner des données de terrain, des images à très haute résolution (Pléiades, Spot6/7, Planet) et des données multispectrales de Sentinel 2 (Sagang et al., 2022 ; Viennois et al., 2013). Le suivi des végétations en Afrique Centrale (et particulièrement au Gabon) par télédétection optique montre néanmoins plusieurs contraintes fortes: (i) La densité de la couverture nuageuse diminue la fréquence d’images satellites optiques (e.g. Sentinel 2) utilisables. (ii) Des effets d’acquisitions et de BRDF sont particulièrement importants en forêt. (iii) Les données d’inventaires sont hétérogènes. Ce projet se propose d’intégrer des sources de télédétection différentes (optique, RADAR, LiDAR, drone) avec des suivis et des observations de terrain d’origines diverses pour permettre une cartographie robuste. Cette cartographie pourra ensuite être passée à l’échelle régionale par l’utilisation d’outils d’Intelligence Artificielle (IA). En particulier, l’utilisation d’Apprentissage Auto-Supervisé (Self-Supervised Learning, SSL, voir Caron et al. 2021, He et al. 2021) représente une perspective intéressante pour améliorer la robustesse de modèles d’analyse d’images dans des conditions d’acquisition changeantes. En effet l'entraînement auto-supervisé permet de faciliter les changements de domaines (Ericson et al. 2021) et les modèles peuvent être spécifiquement entraînés pour améliorer la robustesse aux conditions d'acquisitions (Prieur et al. 2024). Les modèles ainsi entraînés semblent donc plus robustes et peuvent être plus facilement mobilisés, y compris dans des des cas de changement de domaine et en situation “Low-Shot” (i.e. en travaillant avec des jeux de données de moins de 1.000 points Tresson et al. 2023). Le front de recherche en vision par ordinateur évolue également vers l’intégration de données multimodales (e.g. Texte et images Radford et al. 2021) ainsi que l’intégration de modèles différents. L’apprentissage actif (voir Ren et al. 2021) ouvre également de nombreuses perspectives pour intégrer des données et de l’expertise de terrain au fur et à mesure de l’apprentissage de modèles.

Les objectifs de la thèse sont donc les suivants:
(1) Etablir une méthodologie de cartographie détaillée des types de végétation, robuste aux sources habituelles de bruit des données d’entrées, et pouvant, de ce fait, être répétée dans l’espace et le temps
(2) Rassembler des données d’entraînement : altimétriques drone-portées (stéréo-photogrammétriques et LiDAR), terrain (super-sites, IRN, réseaux de parcelles) ou autres (digitalisation de polygones de référence sur images THRS)
(3) Co-construire une typologie acceptée par les experts thématiques
(4) Produire une carte de référence à l’échelle nationale et régionale
(5) Effectuer une validation et une estimation spatialisée de la fiabilité des produits cartographiques

Profil attendu : Le candidat devra disposer d’une bonne connaissance préalable en télédétection, en informatique, disposer de bases des techniques IA et idéalement avoir déjà travaillé sur la thématique des forêts tropicales, en y appliquant certaines de ces techniques.

Point contact : Pour plus d’informations sur le projet, veuillez contacter Pierre Couteron (pierre.couteron@ird.fr)