Projet scientifique 2019-2025

Axe 1.c Caractérisation et évaluation du fonctionnement 

Les espèces sont en constante interaction à la fois entre elles et avec leurs milieux. Elles assurent les flux de matière et d’énergie au sein des écosystèmes et gouvernent ainsi leur fonctionnement. Les approches d’écologie fonctionnelle permettent d’améliorer les évaluations en intégrant le fonctionnement écologique dans les diagnostics. Elles sont particulièrement intéressantes pour analyser le rôle de la biodiversité dans le fonctionnement des écosystèmes, pour identifier/prédire les seuils/risques de basculement des écosystèmes, pour détecter les plus vulnérables et pour évaluer leurs trajectoires, notamment après restauration. En outre, l’évaluation de certains processus écosystémiques majeurs permet de quantifier certaines fonctions écologiques bénéfiques pour les sociétés humaines et ainsi d’alimenter l’évaluation des services écosystémiques. Ces approches sont aussi souvent plus didactiques vis-à-vis des gestionnaires et du grand public. Dans ce contexte, le pôle s’emploiera à développer et à standardiser des méthodes de caractérisation et d’évaluation du fonctionnement des milieux lacustres. Ces travaux devraient permettre de développer et transférer une nouvelle génération d’indicateurs écologiques (permettant également de baser l’évaluation des services écosystémiques sur des mesures écologiques). Les collaborations tissées avec les UMR EDB, Ecolab, MIO, IMBE, LIEC et Eco&Sols, avec les centres Inrae de Bordeaux et d’Antony, et avec EDF (EDF R&D, CIH) seront poursuivies.

Le pôle poursuivra les développements initiés pour une mesure opérationnelle de grandes fonctions écosystémiques soutenues par la biodiversité (recyclage de la matière organique et stockage de carbone, respiration, méthanogénèse, production primaire…), pour évaluer l’état fonctionnel des milieux, identifier des seuils de basculement fonctionnel, développer des indicateurs précoces de résilience et alimenter l’évaluation des services écosystémiques.
Les résultats de cet axe pourront alimenter ou s’enrichir des approches équivalentes développées sur d’autres types d’écosystèmes.

Axe 2 - Effets des grandes causes d’érosion de la biodiversité dans les écosystèmes lacustres 

Axe 2.a Surveillance, impact et adaptation au changement climatique

En milieu lacustre, les recherches ont prioritairement été conduites, tant au niveau national qu’international, pour comprendre les effets de l’eutrophisation et trouver des solutions techniques pour y répondre. Toutefois, le fonctionnement de ces écosystèmes est étroitement lié à la température et les changements climatiques en cours pourraient fortement le modifier et également conduire à la disparition de certaines populations d’espèces sténothermes. 
En outre, le changement climatique pourrait agir de manière synergique et amplifier les effets d’autres pressions anthropiques ou annihiler les efforts de restauration visant d’autres altérations.
Malgré cette sensibilité particulière au changement climatique, les connaissances quant aux impacts de cette pression sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes lacustres restent très parcellaires voire inexistantes. Ce constat est particulièrement préoccupant à l’heure où les gestionnaires recherchent des solutions d’adaptation ou d’atténuation. 

Le pôle placera donc le changement climatique au cœur de ses analyses. Il investira plus particulièrement :

• la poursuite de la mise en place et la stabilisation à long terme d’un Réseau national de suivi in situ et par satellite de la température des lacs (incluant l’extrapolation aux écosystèmes non suivis, par modélisation). Dans ce contexte des synergies seront recherchées avec le GIS Lacs sentinelles,
• les effets du changement climatique sur les fonctions écologiques (à l’échelle écosystémique). Les processus biogéochimiques sont fortement influencés par les facteurs climatiques (hydrologie et marnage, température). En particulier, la température influence la répartition de l’oxygène dans la colonne d’eau et est un facteur de contrôle important de l’activité des microorganismes. Les modifications thermiques en cours pourraient profondément modifier le fonctionnement des écosystèmes lacustres et conduire à des réactions en cascade pouvant elles-mêmes participer au réchauffement global (émissions de gaz à effet de serre–GES),
• les effets de la température sur les communautés, les populations (en particulier celles des espèces thermosensibles) et les organismes (physiologie).

Les résultats de cet axe pourront conduire à la proposition de mesures opérationnelles d’atténuation ou d’adaptation. Ils pourront alimenter ou s’enrichir des approches équivalentes développées sur d’autres types d’écosystèmes.

Action Caractérisation des conditions thermiques (suivi en continu et modélisation) - Pilotes principaux : P.-A. Danis (OFB), T. Péroux (Inrae)

Action Dynamique et gestion des populations - Pilotes principaux : M. Daufresne (Inrae), J. Guillard (Inrae)

Action Dynamique des communautés - Pilote principale : I. Domaizon (Inrae)

Liens utiles :

Centre de ressources pour l'adaptation au changement climatique

Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique – ONERC

Axe 2.b Espèces invasives

Un grand nombre d’espèces invasives (macrophytes, invertébrés dont écrevisses, reptiles et amphibiens, poissons, oiseaux, mammifères) se développent dans les écosystèmes lacustres français. La prolifération de ces espèces peut altérer le fonctionnement des écosystèmes, induire des nuisances sur les usages et conduire à la disparition de populations d’espèces autochtones (en particulier pour les espèces fragiles et déjà menacées par des pressions anthropiques directes). En fonction des enjeux et en concertation avec le centre de ressource « espèces invasives » de l’AFB, le pôle R&D pourra s’attacher à améliorer les connaissances sur certaines espèces et à développer des solutions techniques de contrôle ou de protection. 

Axe 3 - Réduire, compenser, restaurer les atteintes à la biodiversité

Le pôle investira principalement la question de la restauration des zones rivulaires et littorales. Ces zones sont en effet particulièrement biogènes et concentrent de nombreuses fonctions écologiques au sein des écosystèmes lacustres. Deux modalités d’action sont proposées pour traiter ces questions :

• La mise en place d’un réseau national de sites de démonstration, en partenariat avec les services territoriaux de l’OFB et les gestionnaires. Les suivis s’appuieront sur des protocoles opérationnels standardisés, développés par l’équipe du pôle. Les données intégreront les systèmes d’information développés par le pôle et par l’OFB. Ce mode de travail permettra d’analyser un grand jeu de données harmonisées et de disposer de suivis « long terme ». Ce type de données manque aujourd’hui cruellement pour conclure de manière robuste quant à l’efficacité des mesures mises en œuvre. 
• Le test d’innovations en termes d’ingénierie écologique sur des sites pilotes. Il s’agira ici de sites « ateliers » sur lesquels l’équipe du pôle testera de nouvelles méthodologies (développées en propre, avec ou par des partenaires externes) et sera plus particulièrement investie en ce qui concerne les suivis et la validation scientifiques de leur efficacité. L’objectif est de jouer un rôle d’incubateur et de proposer des innovations techniques. Les suivis scientifiques n’ont donc pas pour objectif d’être pérennes. (ex : Projet UROS sur le lac de Serre-Ponçon).

Les résultats de cet axe pourront alimenter ou s’enrichir des approches équivalentes développées sur d’autres types d’écosystèmes (en particulier sites de démonstration en rivière et restauration des zones littorales marines).

Action Restauration des plans d’eau - Pilotes principaux : J.-C. Raymond (OFB), S. Westrelin (Inrae), F. Arthaud (USMB), S. Richier (OFB)

Action Restauration de la végétation aquatique des étangs - Pilotes principaux : S. Richier (OFB)

Axe 4 - Appuyer la préservation de la biodiversité en Outre-mer

Les écosystèmes d’Outre-mer concentrent de nombreux enjeux en termes de biodiversité. Aujourd’hui, il existe toutefois de nombreuses lacunes de connaissances concernant les milieux lacustres de ces territoires, alors que les questions de gestion y sont de plus en plus nombreuses. Le pôle poursuivra ses travaux sur la retenue de Petit-Saut en Guyane qui est à la fois située dans un hot-spot de biodiversité, concernée par de nombreux projets d’aménagement, une source importante de GES, et la plus grande retenue artificielle gérée par un pays européen. Il s’agira principalement de quantifier et de comprendre l’origine des émissions de GES de la retenue et d’envisager les solutions de gestion les plus efficaces pour Petit-Saut et pour toute autre retenue artificielle créée en zone tropicale.

Le Pôle engagera également de nouveaux travaux sur l’évaluation du fonctionnement des retenues au fil de l’eau qui se développent progressivement, et sur les écosystèmes lacustres naturels de référence. Il poursuivra les collaborations avec l’UMR MIO, le laboratoire HYDRECO, la DEAL et l’Office de l’eau de Guyane et le CIH d’EDF (y compris au travers de sa participation au conseil scientifique de Petit-Saut).

D’autres projets dans d’autres territoires pourraient également être développés, en particulier dans les DROM où les méthodes de surveillance écologique DCE doivent être créées et harmonisées, et où une méthode d’évaluation de l’état écologique des écosystèmes lacustres doit être élaborée.

Action Dynamique du Carbone dans le réservoir de Petit-Saut C-TROPIC - Pilotes principaux : J.-M. Baudoin (OFB), M. Daufresne (Inrae), E. Dambrine (Inrae)

Action Surveillance et Evaluation de la qualité écologique des écosystèmes lacustres d’Outre-Mer - Pilotes principaux : J.-M. Baudoin (OFB), M. Daufresne (Inrae), E. Lyautey (USMB), D. Etienne (Inrae)

(Dernière mise à jour : mars 2020)