This PhD aimed at better assessing the modifications brought by fongus-growing termites (FGT) in an African savanna environment (Chobe Enclave, Botswana). FGT's are known to concentrate nutrients, promote the development of vegetation, and create water points in semiarid environments. This PhD provides empirical evidence that FGT can adapt to any kind of parent material to build their mound. It was further demonstrated that FGT reach a mandatory texture i.e., an appropriate grain-size distribution in accordance with the various compartments of the mound having different functions. It was also highlighted, that FGT assemble a variety of aggregates (as main microstructure components) in conformity to the various compartments and functions encountered in their mounds. FGT additionally confer physicochemical properties to their mounds (e.g. an enhancement of the cation exchange capacity or an increase of three to four orders of magnitude in alkalinity) that foster biogeochemical processes (e.g. differential leaching and/or calcite precipitation), which favor the concentration, the association and the accumulation of scarce chemical elements, such as calcium. These conditions are maintained in the mound throughout the lifespan of the FGT colony and are subsequently reestablished if new colonies settle. It is further recognized that the mound material will be deposited in its vicinity during erosion of the termitaria, which either takes place on a periodical basis i.e., every rainy season, or when the mound is abandoned and not recolonized. The resulting mound material, embodied in aggregates formed by a mandatory clay-size rich texture and associated calcium-rich compounds, brings together the elements needed for additional interactions to occur with the substratum. With time, this material is buried and mixed with the surrounding phases, layer by layer. As a consequence of the distribution pattern of FGT mounds and their life cycle in savanna biomes, the above-mentioned transformations have significant geological effects: (i) 2: 10 cm of new soil are deposited every thousand years as a result of the mounding and erosive cycles of FGT mounds, (ii) new edaphic conditions trigger new pedogenic trajectories, otherwise unlikely to develop in this context, and
(iii) traces, such as termitic horizons, concretions, and relic mounds, can be detected in the sedimentary record of the Chobe Enclave. Finally, it is shown that legacies of the biophysical and biogeochemical characteristics of FGT mounds could be used as proxies for paleoenvironmental reconstructions.
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Ce travail de thèse a été entrepris dans le but de mieux comprendre les modifications apportées par les termites champignonnistes (TC) dans un contexte de savane (Enclave de la Chobe, Botswana). Les TC sont connus pour concentrer des nutriments, favoriser le développement de la végétation et créer des points humides en milieu semi-aride. Cette thèse démontre que les TC peuvent s'adapter à tout type de matériau parental pour construire leur termitière. En outre, les TC aboutissent à une texture optimale, c'est-à-dire à une distribution granulométrique appropriée en fonction des différentes zones du monticule ayant des fonctions différentes. Il est également mis en évidence dans ce travail que les TC assemblent une variété d'agrégats (en tant que composants principaux de la microstructure) conformément aux différents compartiments et fonctions re contrés dans leur termitière. Les TC confèrent en outre des propriétés physico-chimiques à leurs monticules (comme l'amélioration de la capacité d'échange cationique ou l'augmentation de trois à quatre ordres de grandeur de l'alcalinité) qui favorisent les processus biogéochimiques (tel le lessivage différentiel ou la précipitation de la calcite) menant à la concentration, l'association, et l'accumulation de certains éléments, tels que le calcium. Ces conditions sont maintenues dans le monticule pendant toute la durée de vie de la colonie. Cependant, le matériau de la termitière sera érodé et redéposé à proximité postérieurement à son abandon. Ce matériau, bien représenté par les agrégats, caractérisés par une texture plus riche en argiles granulométriques et par la présence de composés calciques, rassemble les éléments nécessaires pour que s'établissent des interactions biogéochimiques aveé le substratum. Couche par couche, le matériau de démantèlement s'enterre et s'intègre avec le temps aux phases environnantes. En conséquence, dans les biomes de savane, les transformations susmentionnées ont des effets géologiques importants du fait de la distribution des monticules des TC et de leur cycle de vie: (i) 2 10 cm de nouveau sol est déposé tous les mille ans à la suite des cycles de monticules et d'érosion des termitières, (ii) des conditions édaphiques se mettent en place pour satisfaire le développement de trajectoires pédogénétiques, peu susceptibles autrement de se développer dans le contexte des savanes de la Chobe, et (iii) des traces, telles aque des horizons termitiques, des concrétions, et des termitières reliques, restent détectables dans le registre sédimentaire de l'enclave de la Chobe. Enfin, les héritages des caractéristiques biophysiques et géochimiques des termitières des TC pourraient être utilisés comme élément de référence lors de reconstructions paléo-environnementales.