La dispersion par croissance clonale serait un processus majeur de la structuration des communautés végétales, particulièrement en prairies où une majorité d'espèces sont clonales. Celles-ci produisent des modules génétiquement identiques organisés en réseau, dont l'agrégation dépend de la stratégie de croissance de l'espèce. Cette thèse vise à analyser et à comprendre la dynamique des communautés végétales de prairie en se basant sur les règles d'assemblage spatial des espèces clonales et d'en déterminer les conséquences pour leur fonctionnement. Pour cela, des approches complémentaires expérimentales et de modélisation ont été utilisées. Nos résultats montrent que les stratégies de croissance des clones déterminent la structure spatiale des communautés à échelle fine, générant un large panel de patrons. Le patron spatial d'une espèce varie selon les stratégies de croissance clonale présentes dans la communauté. Ces variations résulteraient d'une modification des traits clonaux en réponse à l'environnement biotique. Le clone est capable d'ajuster sa croissance horizontale selon l'identité de son compétiteur grâce aux informations collectées par les modules. La valeur adaptative de cette réponse plastique dans la résistance à la compétition dépend du structural blue-print de la plante mais peu de l'ontogénie. Nous montrons également que les traits clonaux ont un rôle majeur dans le fonctionnement des communautés en influençant leur productivité, probablement via les patrons spatiaux qu'ils génèrent. Ces résultats ont été utilisés dans le cadre de la mise en place des bandes enherbées, afin de définir un semis optimal par rapport à leur fonction de préservation de la qualité de l'eau. Ce travail souligne l'importance des processus spatiaux observés à l'échelle du clone pour ceux opérant à l'échelle de la communauté ou de l'écosystème.

La clonalité chez les plantes correspond à la multiplication par voie végétative. Un individu clonal est constitué de l'ensemble de ses descendants, génétiquement identiques et potentiellement indépendants (ramets), généralement reliés entre eux par des connexions. L'intégration clonale confère aux plantes des propriétés particulières dont les principales sont la capacité à coloniser l'espace via différents types d'architectures, le stockage et le partage de ressources entre les ramets. Les plantes clonales dominent la matrice herbacée en prairies pâturées. L'objectif de ce travail de thèse est de tester l'hypothèse selon laquelle le pâturage favorise les traits clonaux conférant aux plantes des capacités de résistance, notamment à la défoliation (i.e. pertes de tissus aériens) qu'il génère. Cette hypothèse a été testée au travers d'une approche pluridisciplinaire, combinant écologie des communautés, écophysiologie et modélisation. Des relevés de terrain réalisés en prairies naturelles ont montré que le pâturage génère une défoliation homogène à l'échelle du fragment clonal (inférieure à un mètre) et agit comme un filtre sur les traits clonaux. L'étude couplée de la composition floristique et des traits clonaux, issus de base de données ou mesurés expérimentalement, suggère que le pâturage favorise les formes stolonifères et cespiteuses, tandis que les formes rhizomateuses dominent en conditions non pâturées. De plus, les coûts associés à la défoliation homogène limitent l'investissement dans la propagation clonale. La plasticité architecturale en réponse à la défoliation expérimentale s'avère néanmoins dépendante de contraintes structurales propres à l'espèce. Par conséquent, il n'y a pas de convergence vers un seul type d'architecture, mais il semble, au contraire, qu'une diversité d'architectures puisse s'exprimer en prairies pâturées. Enfin, bien que le pâturage défavorise les organes souterrains spécialisés dans le stockage (rhizomes), la constitution de réserves carbonées dans la base des tiges des ramets serait impliquée dans la résistance au pâturage. D'après les résultats de simulations numériques, les formes clonales optimales en absence de défoliation et sous défoliation homogène sont similaires et tendent à produire des réseaux agrégés de ramets. Au contraire, des conditions de défoliation hétérogènes favoriseraient la dispersion spatiale des ramets. De manière générale, le pâturage semble favoriser les formes clonales permettant de maximiser l'occupation de l'espace et la constitution de stocks de réserves rapidement mobilisables pour la repousse suite à la défoliation, tout en limitant l'investissement dans les structures clonales coûteuses.