LabEx DRIIHM

InterDisciplinary Research Facility on Human-Environment Interactions

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Leader: PY-SARAGALIA Vanessa

Abstract

La vallée du Haut-Vicdessos est caractérisée par la superposition d'un territoire artisanal (minier et métallurgique) sur un territoire agropastoral, et cela probablement dès l'Antiquité (voire la Protohistoire). L'exploitation de minerais de plomb et de cuivre argentifères est attestée par les textes au Moyen Âge, mais une exploitation antérieure (Protohistoire, Antiquité) est suggérée par les nouvelles données géochimiques dans des archives environnementales (cf. projet ASTAHE OHM Haut-Vicdessos). En parallèle, l'exploitation et la métallurgie du minerai de fer se développe au Moyen Âge (voire dès l'Antiquité) et se prolonge jusqu'au milieu du XIXe siècle. Consommatrices de combustible à toutes les étapes de leur chaîne opératoire, ces activités ont profondément marqué l'évolution des forêts et l'organisation des pratiques communautaires, agropastorales et artisanales. Une première crise de surexploitation forestière est manifeste au milieu du XIVe siècle. Elle se traduit en 1347-1348 par une transaction originale scellée entre le consul du Vicdessos et le vicomte de Couserans, stipulant que les maîtres de forges du Couserans, en échange de charbon de bois produits dans leurs forêts, pourront importer du minerai de fer du Vicdessos (minerai de Sem). Dans une vallée où le pastoralisme tient une place économique majeure, au moins depuis la fin de l'époque carolingienne, cette crise serait non seulement due à la superposition et à l'intensification des activités minières et agropastorales, mais aussi à l'arrivée de la technologie des moulines au début du XIVe siècle (Verna 2001). En parallèle au système de troc mis en place avec la vallée voisine, elle conduit à un nouveau mode de gestion des forêts fondé sur la création de réserves. Les données archéologiques et anthracologiques acquises jusqu'à présent constituent des jalons sur lesquels s'appuyer (Dubois 1992, Davasse 2000). Or, sur l'aire de l'OHM, ils ne sont pas suffisants pour apprécier les origines de l'exploitation minière et métallurgique, son essor et son évolution vers l'instabilité et la crise forestière. Une prospection archéologique et géologique de terrain s'impose, en particulier dans le secteur délimité par le site des anciennes mines d'Argentières, le Port de l'Hers, Bassiès et Sud-et-Sentenac pour lequel nous disposons déjà de données palynologiques et géochimiques (projets DYVAH et ASTAHE OHM Haut-Vicdessos, ANR MODE RESPYR).   L’enquête de terrain s’articule en trois volets : La relecture archéologique des mines polymétalliques de montagne (en particulier Les Argentières et Lacore) avec le prélèvement de minerais en place, éventuellement datés, et de biofacts (charbons de bois et bois) ; L’analyse spatiale et bioarchéologique des charbonnières qui constituent les vestiges carbonisés des anciennes forêts ; L’étude pédoanthracologique des sols associés aux espaces miniers et charbonnés.   Cette approche pluridisciplinaire vise à acquérir de nouvelles données pour dater et caractériser plus finement les activités minières et métallurgiques (phases antérieures au Moyen Âge, différentes phases médiévales, phases modernes et contemporaines). Parallèlement, elle examine les forêts exploités (localisation, étendue, composition, morphologie) et leur évolution au fil des siècles. Il s'agit notamment de saisir les trajectoires historiques des dynamiques spatiales forestières et de proposer une nouvelle grille de lecture pour décrypter la combinaison de facteurs à l'origine des phénomènes de repli et de recolonisation des versants. En outre, elle cherche à identifier l’impact du charbonnage et des activités minières sur les assemblages de charbons dans les sols.

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Leader: TEISSERENC Roman

Abstract

Le bassin versant du Vicdessos comporte de nombreuses tourbières, au niveau du sous bassin de Bassiès et également au niveau du ruisseau de Suc (tourbière de Bernadouze). Ces tourbières ont enregistré (projet ASTAHE 2011) les retombées atmosphériques métalliques (Pb-Ag, Fe…) dues à l’activité minière et la production de charbon de bois depuis le XVème siècle et jusqu’au milieu du XXème siècle.Si l’essentiel de l’activité anthropique a diminué au niveau du bassin versant du Vicdessos, les conditions environnementales sont en pleine évolution, du fait du changement climatique, et du changement de la couverture forestière. Ainsi, si dans certaines zones du bassin, une reprise de la forêt est constatée du fait de l’arrêt de l’activité pastorale (zone de Bassiès), des coupes forestières sont programmées dans d’autres zones du bassin (Bernadouze).Ces activités sont susceptibles de modifier les équilibres d’accumulation de la matière organique des tourbières et sols alentours, entrainant de potentielles exportations de matière organique dissoute (MOD) et d’éléments métalliques associées vers les rivières. Le projet Mohav (2012) a permis d’amorcer le volet de modélisation hydrologique permettant d’appréhender les transferts couplés de matière organiques et de métaux sur de longues échelles de temps. Le projet Mohav II vise à caractériser les exportations actuelles de matière organique dissoute et d’éléments traces métalliques (ETM) depuis les tourbières vers les eaux de surface du bassin. Le projet Mohav II comprendra deux volets : Caractérisation biogéochimique de la MOD : composition élémentaire, isotopique et moléculaire (biomarqueursphénoliques). Des prélèvements seront effectués à différents moments de l’année (avant l’hiver, au dégel et en période d’étiage) pour caractériser l’origine et les processus de transformation de la MOD. Les analyses seront couplées à l’analyse des éléments métalliques en trace, et les interactions MOD-ETM seront évaluées par modélisation (WHAM-VI). Instrumentation du ruisseau. La tourbière de Bernadouze en cours d’instrumentation (projet en cours en collaboration avec l’ONF), disposera de capteurs météorologiques et hydrologiques : station météo (recueil des données de température et précipitation), d’un seuil (mesure du débit) et capteurs de pression pour le suivi de la nappe. Dans ce contexte, et en complément de sondes classiques de suivi du pH, turbidité et des teneurs en oxygène dissous, une sonde équipée d’un spectromètre et permettant d’acquérir l’absorbance sera installé.   Les résultats préliminaires montrent un impact clair des tourbières sur la composition des eaux de surface en matière organique dissoute. En aval des tourbières (Bernadouze, Bassies), les eaux de ruisseau sont plus concentrées en MOD et cette matière organique dissoute est plus aromatique. Les tourbières constituent ainsi une source de MOD spécifique.De plus, l’exportation de matière organique dissoute est associée à l’exportation d’ETM, notamment Fe, Pb, Ni et Cu.

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Leader: Voiron Christine

Abstract

L’OHM Littoral méditerranéen est bâti sur un fait structurant majeur : une urbanisation et une pression anthropique côtière, globalement forte, mais d’intensité variable selon les espaces considérés, et différenciée spatialement. L’évaluation des pressions urbaines est actuellement un enjeu dans les diagnostics territoriaux que mènent les collectivités locales du littoral méditerranéen dans leur documents d’aménagement (PLU, SCOT…). La pression est généralement appréhendée à l’échelle communale, par l’analyse de la croissance des constructions nouvelles. La notion de pression est souvent perçue comme étant la cause des dynamiques urbaines et des pressions foncières inhérentes mais les processus qui l’induisent et leurs modalités d’expression spatiale, à une échelle fine, sont relativement peu étudiés, notamment sur les espaces côtiers. Le plus souvent, la pression urbaine est déterminée par l’analyse de la différence entre deux états à deux dates données de l’évolution de l’occupation du sol. On considère qu’il y a pression urbaine quand généralement la part des surfaces artificialisées gagne sur celle des surfaces agricoles et/ou naturelles. Mais force est de constater qu’elle n’est pas définie en analyse spatiale. En effet, il n’existe pas d’indicateur générique de pressions urbaines, c'est‐à‐dire un indicateur défini a priori et non a posteriori qui puisse être utilisé dans des modèles de simulations prospectifs en général, et de la pression urbaine littorale à venir, en particulier.

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Leader: Brown Elisabeth

Abstract

La Guyane présente un indice synthétique de fécondité élevé ‐ le plus élevé d’Amérique du Sud ‐, égal à celui d’Haïti, soit 3,4 enfants par femme. Les autres départements d’Outre‐mer de la région ont des indices synthétiques de fécondité proches de celui de la France métropolitaine : 2,0 ou 2,2 enfants par femme. Les autres pays de la région se caractérisent eux‐mêmes par des indices se situant autour de 2 enfants par femme. A la frontière avec le Brésil, la commune de Saint‐Georges de l’Oyapock, au 1er janvier 2009, comprend 4 129 habitants. L’’évolution annuelle moyenne de sa population, entre 1999 et 2009, est de +7,0%. La commune de Camopi, quant à elle, comprend 1 605 habitants au 1er janvier 2009 et l’évolution annuelle moyenne de sa population entre 1999 et 2009 est de +4,5% (Source : Insee, RP1999 et RP2009 exploitations principales). Le « dynamisme » démographique est fréquemment évoqué à propos de la Guyane. Il suscite des commentaires : les jeunes femmes auraient de nombreux enfants pour bénéficier des allocations familiales, les femmes d’origine étrangère seraient seules responsables de la croissance de la population… A la frontière avec le Brésil, une population dont la croissance est comprise entre +5% et +7% par an depuis une dizaine d’années génère une pression démographique sur l’ensemble des infrastructures offertes par l’Etat et les collectivités territoriales. Une part de cette croissance est due aux migrations, mais la variation due au solde naturel reste importante. Il s’agit d’évaluer la fécondité des femmes guyanaises vivant à la frontière avec le Brésil et de comprendre les facteurs jouant sur cette forte fécondité : âge au mariage ou à la première union, formation et dissolution des couples, durée de l’infertilité post‐partum, incidence de l’avortement provoqué, prévalence de la contraception, état de santé, niveau d’études, activité professionnelle, attitudes en matière de sexualité… Il s’agit aussi d’analyser l’évolution de la fécondité au fil des générations, afin de pouvoir faire des prévisions.

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Leader: Couly Claire

Abstract

Afin d’appuyer les politiques de gestion des milieux naturels et anthropisées et de suivre les tendances d’évolution de ces derniers, il est nécessaire de disposer de solides connaissances naturalistes incluant des données floristiques, faunistiques et relatifs aux facteurs abiotiques de ces milieux. La commune de Saint Georges de l’Oyapock est soumise depuis des décennies, dans un contexte de croissance démographique, à des perturbations d’origine anthropique associées aux pratiques agricoles (agriculture sur brûlis principalement et pâturage dans une moindre mesure), cynégétiques et extractivistes. Or, jusqu’à présent, peu d’études en écologie ont été réalisées à St Georges pour mesurer l’état des milieux et suivre leur évolution : - un inventaire faunistique (non publié) a été mené en 2012 par l’ONCFS selon la méthode d’IKA (Indice d’abondance kilométrique), - quelques prospections floristiques ont été conduites sur la Gabaret (travaux d’ethnobotanique de P. Grenand, comm. pers. de M.F. Prévost), sur la crique Païra et les savanes roches du bassin de la crique Gabaret dans le cadre de la mise en place des Znieff, (Deal, 2001)1 et de la crique Robert à la pointe Morne en passant par la crique Mazy dans le cadre d’une étude d’impact en vue de la construction de l’actuelle route (De Grandville et al., 2006)2. Concernant le volet floristique, des études basées sur des prospections et non sur des inventaires sont cependant insuffisantes pour caractériser les différentes formations végétales existantes. En effet, à la différence des prospections, les inventaires floristiques permettent, grâce à la mise en place d’un protocole préalablement défini pour le recueil des données sur les parcelles, de prendre en compte l’abondance et la densité des espèces et de comparer les jeux de données entre eux (données issues des différentes parcelles mais aussi issues d’autres sites d’étude) Dans ce contexte, et afin de contribuer à combler ces lacunes en terme de données de biodiversité végétale forestière dans cette région, nous nous proposons de mener des inventaires floristiques à St Georges en se focalisant dans un premier temps, dans le cadre de cette APR, sur les formations secondaires (recrûs forestiers) en vue d’une part, d’élaborer des indicateurs de biodiversité de ces milieux et d’autre part, d’analyser les impacts des pratiques agricoles dans différents types de recrûs forestiers sélectionnés en fonction de leur âge et de l’historique des parcelles sur lesquels ils se sont développés (nombre de cycles agricoles).

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Leader: Morel-Jegu Valérie

Abstract

La réflexion proposée s’inscrit dans une perspective d’analyse de la réorganisation fonctionnelle de deux confins territoriaux, l’un français et européen polarisé par Saint-Georges de l'Oyapock et l’autre brésilien articulé autour d’Oiapoque et Villa Vitoria, se faisant face de part et d’autre de l’axe fluvial de l’Oyapock à la fois discontinuité administrative entre les deux Etats et lien de vies de ce territoire dans une approche éco- sociosystémique. L'intérêt de cette recherche s’est construit par confrontation au terrain notamment lors de la délégation de Valérie Morel au centre IRD de Cayenne (2008 et 2012) et des missions de terrain en Guyane de Sylvie Letniowska-Swiat et de Marc Galochet de 2009 et 2011. La lecture géographique conjointe du territoire guyanais a permis de produire des articles et de poser quelques éléments de réflexion : - Valerie Morel et Sylvie Letniowska-Swiat, 2012, « Entre logiques institutionnelles et pratiques spontanées de la frontière : la structuration d’une marqueterie territoriale périphérique autour du Bas-Maroni », Géoconfluences, http://geoconfluences.ens-lyon.fr/doc/typespace/frontier/FrontScient10.htm - Marc Galochet et Valérie Morel, à paraître 2012, « Biodiversité et aménagement du territoire en Guyane française : entre ambivalence et contingence », Développement durable & Territoires. - Valérie Morel, à paraître 2012, « Vulnérabilité du territoire littoral guyanais aux maladies infectieuses à transmission vectorielle : esquisses de problématiques et perspectives de recherches pluridisciplinaires », EchoGéo.

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Leader: De Wit Rutger
Coauthor(s): Rey­‐Valette Hélène

Abstract

Pour les lagunes côtières, après plusieurs décennies d’eutrophisation, la Gestion Intégrée de la Zone Côtière (GIZC) et les directives européennes (DCE, Habitat, Oiseaux) ont induit une rupture « socio-­‐ environnementale » par la mise en place des politiques publiques visant la reconquête du “bon état écologique” (DCE) de ces écosystèmes, notamment par la réduction des intrants d’éléments nutritifs (N et P). Au cours de ces 30-­‐40 années d’eutrophisation, les lagunes ont stocké d’importantes quantités de ces éléments nutritifs, en particulier dans leurs sédiments. Par conséquent, ce stock sédimentaire est de nature à freiner la restauration des milieux lagunaires. Ceci induit un phénomène d’hystérésis de l’écosystème se traduisant, dans le cas d’un objectif d’atteinte du bon état écologique, par une trajectoire de retour plus longue que celle ayant conduit à la dégradation et ceci via un ou plusieurs états intermédiaires. Dans le cas des lagunes palavasiennes, une réduction drastique des apports nutritifs a été réalisée en 2006 par l’amélioration de la station d’épuration de Montpellier et son raccordement à un émissaire en mer. Un ensemble d’études écologiques et biogéochimiques a été initié entre le laboratoire ECOSYM (UMR 5119 -­‐ Université Montpellier 2, CNRS, IRD, Ifremer, Montpellier 1, Montpellier) et le Laboratoire Environnement-­‐Ressources de l’Ifremer en Languedoc-­‐Rousillon (Ifremer, Sète) sur les trajectoires de ces écosystèmes lagunaires suite aux efforts menés pour réduire les intrants en N et P (thèse A. Leruste (UM2), projet Restolag, Démonstrateur LOICZ-­‐RSL, propositions EC2CO SAPHYRE et DEPART). Hormis l’obligation légale (DCE), cette la restauration de ces écosystèmes devrait également représenter différents bénéfices pour l’homme étant donnés les nombreux biens et services que procurent les lagunes côtières. L’identification des avantages de la restauration des milieux lagunaires sera effectuée suivant la grille d’analyse du Millenium Ecosystem Assessment (MEA, 2005). Celle-­‐ci marque une rupture profonde pour les politiques environnementales au sens où elle permet d’analyser les changements des écosystèmes en termes de conséquences sur le bien-­‐être humain. Les dégradations de l’environnement sont alors considérées comme des coûts écologiques croissants pour l’atteinte de ce bien être, ce qui permet de renforcer la légitimité des politiques de conservation et de restauration. En effet, ce nouveau référentiel offre une approche positive et ethno centrée de la protection de l’environnement. Les services écosystémiques apparaissent comme des biens communs ou comme « les dividendes que la société reçoit du capital naturel » (TEEB, 2010). De multiples adaptations de ce référentiel ont été effectuées en fonction des types d’écosystèmes, notamment pour les zones humides très souvent étudiées et plus marginalement pour les écosystèmes lagunaires. Ainsi une typologie des lagunes du Languedoc-­‐Roussillon en fonction des types de services rendus a été récemment produite (Kuhfuss et al., 2012). In fine, il s’agit de comparer la valeur des services associés aux systèmes dégradés et restaurés. Cependant, cette analyse doit être placée dans un contexte de dynamique temporaire selon les trajectoires envisagées pour la restauration (Clewell & Aronson, 2007). Ces trajectoires sont caractérisées par les états transitoires et une durée de restauration plus ou moins longue. Par conséquent, il est important de synthétiser les connaissances au sujet des fonctions écologiques des lagunes à différents états de dégradation et de restauration, d’établir leurs liens avec les services écosystémiques et les bénéfices pour l’homme (De Groot et al., 2002) et de les confronter avec différentes hypothèses au sujet des trajectoires des lagunes lors de leur restauration. Le référentiel des services écosystémiques récemment produite (Kuhfuss et al., 2012) offre une grille d’analyse particulièrement adaptée à une approche pluridisciplinaire au sens où elle permet de mettre en relation les fonctions écologiques des milieux et des habitats avec les activités et usages qui leurs sont liées, de façon à mesurer les effets des actions de restauration. L’opérationnalité de cette grille d’analyse est un atout d’aide à la décision par rapport aux différentes politiques publiques de gestion de ces écosystèmes. Par exemple on pourra articuler les services de support avec les politiques de conservation (Natura 2000), les services d’approvisionnement et culturel avec les politiques sectorielles et patrimoniales et enfin ceux portant sur al régulation avec les SAGEs et les SCOTs

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Leader: Miche Lucie

Abstract

La région méditerranéenne, « hotspot » de biodiversité, possède une flore remarquable avec un fort taux d'endémisme (Médail & Quézel, 1999). Dans la rade de Marseille, la végétation du littoral a été soumise depuis des millénaires à de fortes contraintes édaphiques et climatiques (vents violents, salinité et xéricité extrêmes, quasi-absence de sol), favorisant l’émergence d’une végétation clairsemée caractéristique formée de plantes de petite taille et structurée par les coussinets épineux de l’Astragale de Marseille (Astragalus tragacantha, Fabacées). Cette végétation, aussi appelée phrygane, est fréquente sur le littoral et les massifs de la méditerranée orientales (Grèce, Turquie, Liban). Elle est en revanche très rare en méditerranée occidentale (France). Plusieurs facteurs aggravent la rareté de cette espèce : la destruction des milieux par l’urbanisation du littoral fait irrémédiablement disparaître de nombreuses populations d’A. tragacantha, et la zone sud de la rade de Marseille représente une relique de ces toutes dernières populations. Par ailleurs, les dommages liés à la fréquentation littorale (piétinement) et les plantations d’espèces envahissantes très compétitives (griffes de sorcières, agaves, figuiers de barbarie) participent à sa disparition. La dynamique régressive des populations d’Astragale en fait ainsi une espèce proche de l’extinction. La restauration écologique des phryganes a donc été identifiée comme un objectif de gestion prioritaire du Parc National des Calanques. En plus de l’Astragale, 25 espèces végétales sur les 650 recensées au cœur du massif de Marseilleveyre sont considérées rares ou endémiques. Le littoral péri-marseillais est ainsi ancré dans une situation paradoxale, avec des formations végétales périurbaines remarquables insérés dans un tissu urbain de près de 1,5 millions d'habitants. Ses habitats possèdent d’ailleurs un statut de protection à différents niveaux : Z.N.I.E.F.F., sites Natura 2000, Sites Naturels Protégés du Conservatoire du Littoral, Réserve Naturelle Nationale de l’archipel de Riou, ainsi que le récent Parc National des Calanques (PNC). Le littoral péri- marseillais doit pourtant faire face à perturbations environnementales et anthropiques croissantes, avec une pollution notoires des eaux, des embruns et des sols. Celle-ci résulte d’une part, de l’évacuation des eaux traitées (station d’épuration) ou non (fleuves Huveaune et Jarret) au cœur même du massif des Calanques ; et d’autre part des activités industrielles passées, implantées loin du centre ville : manufactures de produits chimiques, fours à chaux, métallurgie. La plupart de ces industries ont aujourd’hui cessé leurs activités, mais sans aucune démarche globale de réhabilitation ; laissant des friches industrielles polluées qui génèrent un problème de santé publique. Un exemple typique de l'incidence actuelle de cette activité industrielle passée se trouve sur le site de l’Escalette, dont l’ancienne usine de traitement du plomb argentifère a engendré l’accumulation d’éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM) dans les sols (principalement Pb, As, Sb, Cu et Zn). Des travaux de recherche sur les flux de contaminants récemment coordonnés par l’IMBE (ANR-CESA-018 Marséco) ont fait état d’une dispersion des polluants plus large et éparse que précédemment envisagée (InVS-DRASS, 2005), en particulier sur toute la partie littorale du massif de Marseilleveyre. Ces pollutions impactent directement les espèces marines par lixiviation des dépôts de scories vers la mer, et les espèces terrestres par dispersion des particules polluées par le vent sur le littoral et transfert des pollutions de l’eau vers la terre à travers les embruns. Les effets de ces pollutions sont multiples: risques sanitaires pour les habitants et usagers du site, régression des populations de certaines espèces végétales et coûts économiques importants de restauration des habitats. Bien que contaminé, le site de l’Escalette est pourtant colonisé par une communauté végétale littorale diversifiée, dont certaines populations endémiques comme l’Astragale de Marseille. La tolérance de cette plante à la pollution ouvre ainsi des perspectives intéressantes pour son utilisation en phytostabilisation des sols (Laffont-Schwob et al., 2011). Cette technique de restauration de sites pollués de manière diffuse et sur une grande étendue, se base sur les capacités des plantes et de leurs microorganismes associés à piéger les ETMM au niveau des racines (Pilon-Smits, 2005), réduisant ainsi leur dispersion dans l’air et les eaux d’écoulement en limitant l’érosion et le lessivage du sol (Kidd et al., 2009). En maintenant / renforçant le couvert végétal sur ce site, la phytostabilisation constituerait ainsi une solution alternative de restauration écologique non-invasive, en adéquation avec les objectifs de gestion du PNC. Mais pour être réalisable, cette technique nécessite au préalable une connaissance approfondie des microorganismes associés aux racines des plantes considérées. Une particularité d’A. tragacantha concerne sa capacité à établir une double symbiose au niveau racinaire : avec des champignons (endomycorhizes) mais également des bactéries fixatrice d’azote (nodules). Sachant que les sols contaminés par les ETMM sont généralement pauvres en éléments nutritifs et présentent une structure fortement altérée, cette capacité symbiotique pourrait jouer un rôle important dans le maintien de l’espèce végétale sur ce site (Gamalero et al., 2009). Or, très peu de données sont actuellement disponibles sur cette plante, pourtant classée prioritaire dans le livre rouge des espèces menacées de France. Et si l’Astragale semble relativement tolérante à cette pollution en ETMM (ce qui pose la question du rôle des microorganismes associés aux racines dans cette tolérance), certains pieds adultes montrent néanmoins des signes préoccupants de nécroses foliaires suite à leur exposition répétée aux embruns salés et pollués par des traces d’hydrocarbures et de détergents (Dumas, 2012, in prep), accentuant encore la régression des populations d’Astragale. Or, les conséquences de ces diverses pollutions des phryganes sur la biodiversité des communautés microbiennes symbiotique de l’Astragale n’ont jamais été étudiées en profondeur. Dans une démarche de conservation d’A. tragacantha, et de son potentiel en phytostabilisation de la pollution, notre objectif sera alors de mieux caractériser ces symbioses fonctionnelles et d’analyser si ces interactions symbiotiques sont modifiées en conditions de fort stress métallique et d’exposition aux embruns, correspondant à sa zone de répartition actuelle.

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Leader: Ruitton Sandrine

Abstract

L’UMR MIO CNRS/INSU, IRD, UM 110 (Institut Méditerranéen d’Océanologie) tend vers un objectif scientifique clair et structuré : comprendre et modéliser la circulation océanique de l’échelle côtière à l’océan ouvert et le fonctionnement des écosystèmes marins, ainsi que les flux de carbone et éléments associés transportés par cette circulation et induits par la vie (microbienne comme métazoaires). L’UMR MIO est 2structurée en 5 équipes de recherche, chacune ayant sa propre thématique. Les proposants (Sandrine Ruitton, Mireille Harmelin-Vivien et Mélanie Ourgaud) sont rattachés à l’équipe 5 (EMBIO : Ecologie Marine et BIOdiveristé) dont le programme de recherche est basé sur l’étude des transferts de matériel organique et particulaire entre les milieux terrestre et marin côtier, avec une attention particulière portée sur les réseaux trophiques et leurs organismes-clés tels que les poissons. Comme beaucoup de zones de transition, les aires marines côtières sont des milieux d’interactions et de productivité élevées. Elles ont aussi une importance économique hors de proportion avec leur étendue puisque seulement 8% de la surface fournit 20% de la production océanique. De plus, 60% de la population mondiale vit dans une frange littorale de 100 km de large. Comprendre le fonctionnement et le statut de tels écosystèmes côtiers, souvent anthropisés et présentant de fortes variations spatiales et temporelles requiert de solides séries spatio-temporelles de données afin de séparer les variations naturelles de celles dues aux activités humaines et de travailler à différentes échelles d’espace et de temps. L’impact des grandes agglomérations urbaines sur le milieu marin côtier est l’un des grands problèmes environnementaux actuel, particulièrement en Méditerranée (cf. projet MERMEX WP3 - Marine Ecosystems Response in the Mediterranean Experiment « Land-Sea interactions including intense events »). Les grandes villes peuvent avoir des effets divers sur le milieu marin selon le type de perturbations engendrées, que ce soit le rejet en mer des eaux des stations d’épuration, les activités industrielles ou simplement les activités liées à la fréquentation humaine et à l’urbanisation. En Méditerranée, l’herbier à Posidonia oceanica constitue l’un des écosystèmes côtiers les mieux représenté et qui bénéficie d’un statut de protection particulier. En région Provence-Alpes-Côte-d’Azur, l’herbier est l’habitat prioritaire Natura 2000 le plus présent. Il abrite un peuplement de poissons diversifié, sert de nourricerie à de nombreuses espèces et a fait antérieurement l’objet de plusieurs études qui permettent de disposer de bases de références précieuses (Bell & Harmelin-Vivien, 1982, 1983 ; Khoury, 1984 ; Harmelin- Vivien et al., 1989). Les apports urbains, en fonction de leur nature et de leur intensité, peuvent influencer ces peuplements de plusieurs façons : structure du peuplement, organisation trophique, niveau de contamination des poissons (Dierking et al., 2009 ; Harmelin-Vivien et al., 2009). Ces modifications peuvent avoir des conséquences sur les pêcheries côtières, artisanales et récréatives, ainsi que sur la santé humaine. Comprendre les relations existant entre climat, apports des fleuves au milieu marin, ressources exploitables et activités anthropiques est donc un enjeu majeur, tant sur le plan de la connaissance scientifique que de la gestion économique, voire sociétale, du milieu côtier. Notre équipe poursuit donc les recherches entreprises depuis 7-8 ans au large du Rhône sur ces problématiques en étendant ses activités à une plus grande échelle spatiale en comparant différents écosystèmes (mer vs. lagunes, Rhône vs. Danube, golfe du Lion et récifs artificiels de la Baie du Prado).

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Leader: Perez Patrick

Abstract

Lors de notre précédente étude des paysages de Saint Georges, de nombreux matériaux ont été collectés et élaborés tant sur le bourg que sur les territoires éloignés de la commune (saut Maripa, Blondin, Martin, Tampack, Trois Palétuviers). Une grande partie de ces matériaux a été restituée dans l'important rapport remis à l'OHM Oyapock au mois d'avril de cette année (Pérez P. et Archambeau O., 2012, Architecture et paysages de Saint Georges de l'Oyapock, CNRS, OHM Oyapock, Cayenne). Cependant cinq petites études complémentaires sur le paysage de la commune n'ont pu être menées à bien faute de temps. Il s'agit précisément de : 1) la structure paysagère et territoriale du hameau de Trois Palétuviers ; 2) une étude du même type concernant le hameau de Tampack ; 3) cinq paysages emblématiques pour la population de Saint Georges ; 4) l'étude des représentations paysagères publiques et locales (cartes postales, fresques, peintures, dessins scolaires, etc.) ; 5) l'impact paysager des désordres urbains (inondations, gestion difficile des ordures, égouts et lagunage saturés, développement du stationnement automobile..). Le présent projet vise à finaliser ces travaux complémentaires.

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Leader: Catzeflis François

Abstract

A l’occasion de trois missions effectuées à Trois-Sauts (Haut-Oyapock) dans le cadre du projet ERAES, nous avions pu échantillonner les petits mammifères non-volants vivant sous et dans lescarbets des Amerindiens Wayampi de 4 hameaux. Cet inventaire des rongeurs et opossums commensaux a mis en évidence un peuplement abondant et diversifié (Catzeflis, 2012). La description de cette communauté, vivant aux dépens des Amérindiens, a apporté des connaissances nouvelles sur le commensalisme de rongeurs et opossums néotropicaux, connaissances que nous n’avions pas pu comparer faute d’autres études semblables : « We are not aware of any previously published study describing the commensal non-volant mammals associated with other Amerindian communities in the Guiana Shield nor in Amazonia, thus we can not discuss our findings in a comparative manner. » (Catzeflis, 2012 : page 330). [ERAES = Ecologie de la Résistance aux Antibiotiques chez Escherichia coli et Staphyloccocus aureus ; programme 2005-2010 financé par l’ANR et l’INSERM, sous la direction de A. Andremont ] Le projet de recherche que nous soumettons à l’Observatoire Homme-Milieux de l’Oyapock vise a savoir si une telle communauté de petits mammifères commensaux existe dans un autre village Amerindien, à savoir Trois-Palétuviers situé dans le Bas-Oyapock. La communauté de Trois-Palétuviers est un petit village d’une quinzaine de maisons se trouvant sur la rive gauche du Fleuve Oyapock, à environ 1 heure de pirogue en aval de Saint-Georges de l’Oyapok. Cette communauté très isolée (hormis St Georges en amont, la plus proche bourgade habitée est Ouanary, à 1 heure de pirogue en aval du fleuve) a été fondée vers 1950 par un amérindien Palikur nommé Paul Martin. En 2012, le village compte une centaine d’habitants Amérindiens Palikur, vivant pour la plupart dans des habitations traditionnelles (maisons en bois sur pilotis). Notre étude vise à explorer cette nouvelle piste de recherche mise en évidence à Trois-Sauts, et qui concerne directement les interactions hommes-milieux. Notre hypothèse a priori est qu il existera des rongeurs et opossums commensaux vivant sous et dans les maisons de Trois-Palétuviers dès lors que des ressources alimentaires seront à disposition (restes de repas, fruits et légumes à disposition, diverses préparations de manioc) et que des abris (toiture, planchers bas, broussailles) seront abondants. La composition spécifique d’une éventuelle communauté de rongeurs et opossums commensaux à Trois-Palétuviers sera établie puis comparée avec celle de Trois-Sauts, afin de savoir si ces communautés sont semblables en deux localités distantes mais offrant a priori des ressources (habitat, alimentation) comparables. Enfin, nous profiterons de cette occasion pour effectuer des prélèvementsbiologiques (tissus, sang) sur ces animaux vivant en contact étroit avec la population humaine afin de contribuer aux recherches en cours de l’Institut Pasteur de Guyane (Laboratoire Interactions Virus- Hôtes). Ce projet de recherche s’inscrit dans la thématique « De l‘anthropisation à l’artificialisation des milieux et du vivant » car il permettra de comparer les peuplements de rongeurs et opossums de diverses localites forestières de Guyane avec ceux de deux sites anthropisés (Trois-Sauts : Catzeflis, 2012 ; Trois-Palétuviers : ce projet).

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Leader: Stefani Aurélia

Abstract

Le paludisme reste un problème de santé publique majeur dans la région du plateau des Guyanes. La zone transfrontalière entre la Guyane française et l'Amapá est particulièrement exposée avec des taux d’incidence des plus élevés d’Amérique. Les dynamiques spatiale et temporelle du paludisme dans cette zone sont liées à la présence et aux caractéristiques du vecteur, aux conditions et aux altérations du milieu, mais aussi aux comportements humains et notamment la circulation des personnes de part et d’autre du fleuve et d’amont en aval (et inversement). Un recensement des cas de paludisme existe de chaque côté du fleuve Oyapock depuis plus d’une dizaine d’années, mais à ce jour, aucune information n’a été partagée entre la Guyane et l’Amapá. Un inventaire et une description détaillée de ces données (mode de recueil des données et de confirmation des cas, réponses thérapeutiques du corps médical, etc.), leur intégration dans un Système d'Information Géographique (SIG) et leur analyse spatiale pourraient aider à la compréhension de l’épidémiologie du paludisme dans cette région de l’Oyapock qui ne s’arrête pas à la frontière. En effet, il n’est plus concevable, à l’heure actuelle, de se contenter d’un point de vue unilatéral, non seulement sur l’état de la situation du paludisme mais aussi sur les prises de décisions qui en découlent.

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Leader: Feer François

Abstract

Dans la forêt tropicale les activités humaines comme la chasse, l’exploitation forestière ou la collecte de produits non ligneux entraînent des perturbations des communautés végétales et animales. Le niveau de perturbation devient particulièrement prononcé en cas de défrichement, de fragmentation de l’habitat et de l’ouverture de voies de pénétration. Les différentes atteintes agissent souvent en synergie ce qui provoque des pertes significatives de biodiversité et une modification profonde de l’habitat forestier. Il y a un risque de rupture des processus écologiques à la base du fonctionnement de l’écosystème. Une autre conséquence est que les services écologiques dont profite l’homme sont menacés. Estimer le degré de perturbation de la faune et de la flore et ses implications fonctionnelles n’est pas une tache aisée. Obtenir un échantillonnage fiable est souvent long et incertain. Or le gestionnaire de l’environnement a besoin rapidement de données fiables pour prendre les mesures appropriées assez tôt. Le recours à des espèces ou des groupes d’espèces bioindicateurs est souvent utilisé. A condition de les bien choisir, c’est un moyen simple et peu coûteux de suivre dans le temps et l’espace l’état d’un écosystème. Dans la forêt guyanaise comme dans le reste des forêts tropicales humides, les vertébrés et les invertébrés jouent un rôle prédominant dans la dissémination ou la prédation des graines de la grande majorité des espèces végétales. Ils façonnent très diversement dans le temps et l’espace le flux de graines arrivant au sol puis le semis de plantules. Leur effet se combine à celui d’un ensemble d’autres facteurs environnementaux pour modeler la dynamique des stades précoces de la régénération naturelle. Elle est fortement dépendante du rôle disséminateur des animaux. Les communautés de vertébrés frugivores-granivores (oiseaux, mammifères) comprennent les principales espèces cibles de la chasse et celles qui sont les plus sensibles aux dégradations de l’habitat et de ses ressources. Les espèces gibier les plus fragiles à cause de leur mode de vie, de leur taille ou de leur comportement sont fréquemment éteintes localement tandis que d’autres semblent se maintenir grâce à un taux de croissance plus élevé de leurs populations. La question est de savoir à quel niveau elles se situent par rapport à leur « extinction écologique », c’est à dire le seuil de densité en dessous duquel elles ne jouent plus leur rôle naturel au sein de la communauté biologique à laquelle elles appartiennent. De nombreuses forêts offrent un aspect satisfaisant sur le plan botanique, mais leur état faunistique peut être très variable selon la durée et l’intensité de la chasse de subsistance, ou commerciale, qu’elles ont subi. Les Scarabaeinae constituent un groupe bioindicateur de plusieurs paramètres biotiques et abiotiques importants de la forêt tropicale. Leur valeur tient au fait qu’ils présentent une remarquable homogénéité phylogénétique et éco-éthologique, une richesse spécifique gérable, une grande facilité d’échantillonnage et une bonne réactivité aux conditions de l’habitat. Nos recherches en Guyane comme les études menées ailleurs dans les régions tropicales montrent que les Scarabaeinae forestiers sont très sensibles aux conditions microclimatiques (température et humidité) du sous-bois qui sont largement dépendantes de la hauteur et de la fermeture de la canopée. Les Scarabaeinae sont réfractaires aux conditions sèches et chaudes à des degrés divers selon les espèces mais très clairement au niveau de l’assemblage local. Des études suggèrent que les Scarabaeinae coprophages et nécrophages réagissent aussi à l’abondance et à la distribution de leurs ressources alimentaires qui provient de l’assemblage local des vertébrés. Cet effet est cependant difficile à mettre en évidence car la chasse qui affecte la grande faune est souvent associée à des dégradations de l’habitat qui agissent de manière synergique. Le moyen d’y parvenir est d’échantillonner le long d’un gradient d’intensité de chasse et de dégradation de la faune mais avec le minimum de différences d’habitat. Nos travaux récents dans la région montrent donc qu’il est possible d’estimer de manière indirecte l’état de la faune grâce à 1) des mesures de l’activité des vertébrés frugivores-granivores sur une série choisie d’espèces d’arbres qu’ils exploitent, et à 2) l’examen de la structure des assemblages d’un groupe de Coléoptères qui dépend entièrement de la faune pour ses ressources.

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Leader: Copard Yoann

Abstract

Parmi les conclusions du récent séminaire de l'Observatoire des Sédiments du Rhône tenu à Lyon à l'automne 2012, la qualité des matières organiques véhiculées et déposées par le Rhône a été considérée comme faisant partie d'une des actions majeures à envisager au sein de l'Observatoire. Cet intérêt se justifie, entre autres, dans la mesure où la qualité de la matière organique particulaire (MOP) est fondamentale dans la compréhension des processus d'adsorption et de désorption des contaminants (Weber et al., 2004). Dans le cadre de la gestion durable des cours d'eau (aménagement), une autre priorité vise à s'intéresser à l'origine (source) des matériaux stockés dans les annexes fluviatiles (notion source to sink) le long du corridor rhodanien ainsi que celle des matériaux véhiculés (MES). Ici encore, l'étude pétrographique et géochimique de la MOP peut s'avérer être un objet de choix pour restituer les sources du matériel sédimentaire (Copard et al., 2006, Noel et al., 2001). La Durance est un pourvoyeur majeur de sédiments au Rhône (Fournier, 2004). Dans le cadre du SOERE Draix-Bleone, la méthodologie développée nous a permis d'évaluer la contribution du Corg fossile (COF, wt. %) du Corg total (CO, wt. %T), et ainsi d’examiner le devenir du COF libéré par l'érosion mécanique des Terres Noires (marnes) du bassin de la Durance (Copard et al., 2006, Graz et al., 2010, 2011). Les Terres Noires actuellement en érosion recouvrent moins de 1% de la superficie du bassin du Rhône mais seraient à même de délivrer 20 à 30 wt. % du Corg particulaire (COP) exporté annuellement à la Méditerranée (Graz etal., 2012) ! Si cela peut paraitre excessif, nos estimations sont cependant confirmées par la contribution de la MO fossile (MOF) dans une carotte sédimentaire prélevée dans le delta du Rhône qui, pour des périodes récentes, contribue à plus 20% de la MOP préservée dans cette archive. Par ailleurs, pour chaque épisode de ième siècle avec une crue majeure de la Durance, des pics de MOF sont observés depuis la fin du XVIII diminution de cette contribution en relation avec la reforestation du bassin de la Durance au milieu XIXième siècle (Surell, 1841). Si ce projet propose de s'intéresser à la qualité des MOP s.l. (pédologique, aquatique & fossiles), ces résultats décrits ci-dessus amènent à s'intéresser à la MOF provenant de la Durance. En effet, dans le cas où cette MO est également stockée dans les archives fluviatiles entre la confluence Rhône / Durance et la mer Méditerranée, elle peut jouer un rôle non négligeable dans le devenir des contaminants organiques et métalliques. Cette hypothèse se fonde sur l'empreinte géochimique des MOF, témoignant de son histoire diagénétique (Tissot et Welte, 1984), qui a nécessairement favorisé son caractère réfractaire vis à vis des processus de dégradation de surface. Elle peut également être utilisée comme un marqueur de la contribution de la Durance aux sédiments du Rhône, qu'ils soient déposés dans le corridor rhodanien ou exportés à la Méditerranée. La caractérisation des sources sera complétée par l'analyse spectrocolorimétrique du matériel sédimentaire. Cette méthode, peu onéreuse, rapide d'utilisation et non destructive peut montrer la contribution et l'importance des principales familles de minéraux et de MOP (MO fraîche, ligno-cellulosique et dite altérée, soit les autres types de MO) aux sédiments (Debret et al., 2011). Ce projet doit permettre de répondre à différentes questions comme : 1- Quel est l'impact de la qualité des MOP, notamment réfractaire (ici, fossile), sur les processus d'adsorption et de désorption des contaminants? Cette qualité et sa variation peut elle apporter des éléments de réponse sur la distribution des contaminants dans les annexes fluviatiles? 2- Quelles sont les sources des matières organiques véhiculées et déposées par le Rhône? Quelle est la contribution de la Durance et notamment la fraction organique fossile? 3- Peut on tracer l'origine des contaminants?

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Leader: Guillot Florence

Abstract

Après une opération archéologique de terrain en 2012, sondage, qui a livré des éléments protohistoriques, médiévaux et des informations sur l’habitat pastoral jusqu’au milieu du XXe siècle, l’opération 2013 poursuivra les études de sciences humaines sur le sujet du pastoralisme en haute vallée du Vicdessos, dans un cadre diachronique et pluridisciplinaire. L’année 2013 sera consacrée à : - la poursuite de l’analyse documentaire, avec la transcription de centaines d’actes des XVIe au XIXe siècles, sur la haute vallée du Vicdessos, ainsi que la rédaction d’une analyse synthétique des connaissances, sur le pastoralisme en vallée du Vicdessos, grâce à la la documentation médiévale, - la poursuite et la synthèse de l’enquête ethnographique sur les orris de Jean Lamic (commune d’Auzat, vallée de Soulcem), - une prospection pour définir un site de sondages archéologiques pour 2014, en haute vallée de Soulcem. Sous l’égide de Montagne et Patrimoine.

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Leader: Honegger Anne
Coauthor(s): Allard Paul

Abstract

De façon historique, la protection contre les inondations sur le territoire rhodanien s’est faite par des endiguements successifs du lit du Rhône. Suite aux grandes crues du XIXème siècle cette politique s’est appliquée de façon prioritaire à la protection des villes. Les fortes crues de 1993-94 et surtout celle de 2003 ont rappelé la réalité des inondations et montré les limites de ce système tant d’un point de vue technique qu’en termes de gouvernance. Les crues de 1993-94 et 2003 s’inscrivent en effet comme des événements extrêmes à l’interface des phénomènes naturels et des faits de société, une rupture d’équilibre provoquant une crise. Les premiers travaux de recherche après la crue de 1993 interrogeaient : celle-ci sera-t-elle à l’origine d’une catastrophe c’est-à-dire du bouleversement d’un ordre spatial et sociétal établi ? La remise en cause du système de gestion semblait alors inéluctable car c’est à ce niveau que la crise avait révélé les carences les plus évidentes tout comme elle avait exacerbé les conflits. Au titre des carences avaient été soulignées la faiblesse du système de surveillance et d’alarme ainsi que l’inadéquation des relations entre la Camargue et ses espaces enveloppants, région et nation (Bethemont, Rivière-Honegger, 1998). De même, l’analyse historique (Allard et al., 1998) suggérait concernant l’évolution de la perception de la nature et des risques, une professionnalisation et une institutionnalisation de la gestion du risque. Celle-ci passant progressivement de la sphère privée à la sphère publique et déresponsabilisant en quelque sorte les individus. Après les crues de 1993-94 s’ensuivit une période d’immobilisme faisant apparaître de nombreux blocages et validant l’analyse de l’inondation comme révélateur du déséquilibre entre espace et société. Il fallut attendre la crue de 2003 pour qu’une gestion globale de prévention du risque inondation à l’échelle de la vallée du Rhône soit promue. L’Etat et les gestionnaires dans le cadre de négociations avec les acteurs locaux ont alors répondu par des remises en cause réglementaires et symboliques et des adaptations administratives, techniques et territoriales. Aujourd’hui, le mode d’aménagement et de gestion mis en oeuvre dans le Plan Rhône (2007-2013) consiste à renforcer la sécurité des ouvrages de protection qui ont montré leur limite lors des crues précédentes, à instaurer des zones d’expansion des crues et d’autre et à réduire la vulnérabilité en apprenant à mieux vivre avec le risque en s’adaptant aux contraintes du territoire. Vingt ans après, dix ans après ces crues marquantes, et alors qu’un Plan Rhône 2 est en discussion, il paraît important pour la communauté de chercheurs constituée autour de ce terrain et de cet objet depuis plusieurs décennies d’apporter sa contribution par une démarche consistant à « revisiter » à la fois le terrain - l’espace fluvial du Rhône aval - ; les manières et les méthodes de produire une recherche ; la question de la perception du risque - le concept de risque, les dispositifs d’action public expérimentés depuis, les actions de préventions en matière d’inondation sur l’aléa, la vulnérabilité et la « culture du risque » renvoyant chacun à une problématisation spécifique qu’il faudra mettre en débat : la fabrique de la décision, les modalités de concertation et la collaboration avec de nouveaux acteurs, la question de la riveraineté et des solidarités nouvelles, la prise en compte de nouveaux espaces de décision hors des cadres administratifs classiques… Une place particulière sera faite à la notion d’héritage en termes d’aménagements physiques, de relations sociales au travers des associations de protection des riverains, de législation, d’usages privés et publics du fleuve et de l’espace proche. Sans négliger les représentations du risque et les représentations du fleuve qui se transmettent, se transforment ou s’oublient et posent la question de la construction de la mémoire par les gestionnaires et les riverains. Il en est attendu à terme la réalisation d’une grille de lecture élaborée de façon interdisciplinaire permettant de caractériser l’évolution du dispositif de prévention des inondations dans le temps mais aussi dans l’espace et de problématiser la question de la perception et de la gestion du risque sur le temps long (XIXème siècle à aujourd’hui). Elle mettra en évidence les changements de paradigme, les ruptures, l’évolution des politiques de gestion et des perceptions des acteurs concernés, la mise en place d’un territoire du risque. L’apport de nouvelles données (enquêtes auprès des gestionnaires et des habitants ; analyse de discours à partir d’articles parus dans la presse locale…) permettra de nouvelles mises en perspectives des résultats produits par l’équipe depuis 1985.

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Leader: Morel Marie-Christine

Abstract

La dissémination des produits pharmaceutiques (PP) dans les milieux naturels constitue un problème sociétal désormais reconnu. De par le progrès constant des outils d’analyses (Reemtsa, 2009 ; Thiele-Bruhn, 2003), on sait que les PP ont pénétré tous les compartiments de l’environnement, les eaux naturelles, les sols, l’atmosphère (Ferrer, 2010). Les PP sont dispersés dans l’environnement par deux sources principales qui sont (i) le milieu agricole et vétérinaire (élevage et épandage de fumier), et (ii) les apports domestiques et hospitaliers. Il est connu que seulement une partie des composés ingérés par l’homme ou par les animaux sont métabolisés (Kummerer,2003). A ces sources s’associent des sources ponctuelles de type effluents hospitalier et d’usines de fabrication de médicaments. Ces composés sont susceptibles d’affecter la biodiversité locale par divers processus tel le développement de résistances aux antibiotiques (Reinthaler, 2003 ; Auerbach, 2007 ; Demoling, 2009) et de leur toxicité (Kim, 2007 ; Hammesfahr, 2008). Hormis la part ruisselée ou infiltrée du milieu agricole, les PP rejoignent les fleuves via les rejets des stations d’épuration. Il a été montré que les produits pharmaceutiques étaient très variablement retenus et/ou dégradés par les stations d’épurations (Projet ANR-05-Ecot-01-PRECODD ; Projet Européen Rempharmawater ; Seifrtova , 2009 ; Miège, 2006, Gentili, 2007). Dans le cadre du projet EUMORE FATE MP (2009), Strub a montré que l’on pouvait identifier ces composés dans différents cours d’eau Européen. Loos et al (2009) ont trouvé notamment des teneurs en Ibuprofene (46 ng/L) ou du Sulfamethoxazole (SMX) (9ng /L) dans le Rhône à Solaize en aval de Lyon. Ces molécules en tant qu’espèces ionisables (pka ibuprofene 5.4 et pKa SMX 5.9) ont tendance à se lier aux groupes fonctionnels abondant des phases solides constituant le sédiment, tels les sites de complexation des argiles (edge sites), de la matière organiques (carboxyls, amines, phenols en priorité) et des autres phases minérales (hydroxyls et siloxanes), ainsi qu’aux sites d’échange cationique des argiles. Dans les milieux naturels, pour la très grande majorité des cas les polluants sorbés sur des phases solides contrôlent la concentration de la phase liquide par les biais des équilibres chimiques solide/solution (Schindler, 1987). En partant de ces résultats nous pouvons penser que les polluants accumulés dans les sédiments vont contrôler la concentration en solution via les équilibres liquides-solides. La force de liaison de ces polluants avec la phase solide déterminera la concentration en phase aqueuse, généralement considérée comme étant celle à risque pour la chaîne trophique. L’observatoire vallée du Rhône porte un intérêt spécifique à la réhabilitation des Lônes. Ces derniers portent une signature sédimentaire récente, signifiant la probable présence de polluants émergeants parmi lesquels les PP. Ces Lônes étant susceptible d’accueillir une biodiversité riche et représentative, il est important de caractériser la dynamique de transfert de ces polluants susceptible d’affecter la biodiversité locale par divers processus, tel l’adaptation spontanée de la microflore des sols, le développement de résistances aux antibiotiques, le transfert entre compartiments, i.e. nappes souterraines d’un côté, ou entrée dans la chaîne trophique ainsi que les risques liés à l’ingestion. Nous proposons donc, dans ce contexte un projet centré sur la mesure de la disponibilité chimique de ces polluants pharmaceutiques par une investigation combinée de la phase solide sédimentaire et liquide afin d’apporter des éléments de réponse quant à la biodisponibilité de ces produits dans les Lônes.

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Leader: Singer Micheal
Coauthor(s): Wilson Rob

Abstract

The impacts of recent climate change on species range and ecosystem composition are increasingly being recognized as a major concern with ecological and socioeconomic consequences1. Riparian forests are fundamental to river health and links between physical riverine processes and riparian vegetation are well appreciated (e.g.2-6), but the details of vegetation response to specific physical boundary conditions, such as water availability are poorly constrained, especially for multispecies forest communities in drought-prone regions. This shortcoming undermines the development of robust theories of forest succession in response to climate changes (e.g., increased frequency of drought), and threatens the success of worldwide river rehabilitation efforts. We propose a study that ties water availability to water use and tree growth within riparian systems, which will identify the important physical and biological responses to contemporary climate changes in drought-sensitive ecosystems. Such changes are also very relevant to anthropogenic impacts in large river basins (e.g., impact of dams on regional groundwater availability). Riparian trees derive water from various sources depending on floodplain topography, rooting depth, and seasonal precipitation regimes. Assuming a fixed floodplain elevation: 1) in a year of average precipitation and streamflow, deep-rooting trees rely on water from the phreatic zone (groundwater), while those with shallow roots scavenge precipitation from the vadose zone (soil water)7,8. 2) In high flow years, groundwater in the phreatic zone is enriched with hyporheic river water, soils are wet with precipitation, and the water table rises into the vadose zone. Thus, a mixture of water sources is available to both deep- and shallow-rooting species, although the particular mix each can access will differ. 3) Under drought conditions, precipitation is minimal and soil moisture is scarce, the phreatic zone is depleted of river water, and the water table is suppressed. These three end-member cases illustrate the complexity of the water availability to riparian trees associated with climatic variability, which thus directly impacts riparian floodplain hydrology and in turn, affects growth of riparian trees and impacts forest dynamics. However, we currently cannot to disentangle the relative impacts to riparian forests of climate changes from those in local hydrology that are influenced by floodplain topography and anthropogenic impacts on water table elevation10,11. Therefore, under different climate change scenarios it is currently impossible to predict species crashes, shifts in species composition, or community collapse within riparian floodplains9. Riparian tree rings fix the isotopic signature of local water sources utilized each year, so analysis of these signatures, in conjunction with source water isotopes and ring-width growth trends, provides an unprecedented view into the interplay between trees and the influence of climatic variability on riparian hydrology.

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Leader: Tal Michal

Abstract

La biodiversité intègre l’organisation spatiale des rivières avec les processus, et les variables biotiques avec les variables abiotiques sur une large gamme d’échelles spatiales et temporelles (Ward and Tockner, 2001). Ainsi, la biodiversité émerge en tant que mesure universelle de la santé d’un système de rivières. Une compréhension opérationnelle de la biodiversité allie recherche fondamentale et recherche appliquée en fournissant des fondations pour des pratiques efficaces de restauration et gestion des rivières. Le volet « qualité des eaux, ressource et biodiversité » du plan Rhône (2007-2013), qui met en avant la poursuite et l’amplification de la restauration fonctionnelle des tronçons court-circuités et des secteurs artificialisés, constitue l’un des premiers projets de restauration de rivière à grande échelle qui intègre l’augmentation de la biodiversité comme l’un de ses objectifs principaux. Les fondations théoriques de l’écologie des cours d’eau ne prennent pas suffisamment en compte les rôles cruciaux de la complexité spatiale et des dynamiques fluviales dans les écosystèmes de rivières naturelles (Ward and Tockner, 2001). Cette compréhension incomplète, qui a empêché d’effectuer des avancées sur la conservation et la restauration, a servi de base pour la soumission d’un projet interdisciplinaire, dirigé par Evelyne Franquet (professeur à l’IMBE, UMR 7263), associant biologistes et géomorphologistes, à l’OHM Vallée du Rhône en 2012 : Les marges construites du Rhône - étude hydrogéomorphologique et écologique des casiers Girardon. Dans le cadre du plan Rhône et de la Thèse de Pauline Gaydou (Cf Schéma directeur de réactivation de la dynamique fluviale des marges du Rhône (OSR)), il est proposé une réactivation des marges par un démantèlement des aménagements Girardon. Le but principal du démantèlement des aménagements Girardon, un système de digues longitudinales et transversales installé entre 1860 et 1930 dans le but de réduire la largeur du chenal en induisant la sédimentation sur les berges et en favorisant l’incision afin de faciliter la navigation, est de réduire le niveau d’eau dans le chenal principal lors des crues et d’évacuer les sédiments fins qui sont actuellement stockés dans les marges du chenal, ce qui augmentera le flux de sédiments vers un littoral sous-alimenté en sédiments. Bien que sur la plus grande partie du Rhône aval, les aménagements Girardon ont été notablement efficaces pour atteindre le but espéré (c.-à-d., une sédimentation complète et la fermeture des chenaux secondaires), un tronçon a cependant conservé une partie de sa morphologie anastomose. Le tronçon du Rhône juste en amont d’Arles est caractérisé par un chenal secondaire qui n’a connu qu’une faible diminution de sa largeur et qui ne s’est jamais comblé de sédiments, et qui continue de fonctionner aujourd’hui en tant que chenal secondaire actif. Le but principal du projet précédemment soumis était de mettre en évidence la biodiversité plus riche de ce tronçon morphologiquement complexe en comparaison au caractère uniforme de la majorité du Rhône (total) aval qui fonctionne comme un canal. En d’autres termes, bien que les aménagements Girardon ont été un échec dans ce secteur du point de vue de leur but prévu, il est apparu que leur présence a joué un rôle important dans la création d’une zone écologiquement riche, caractérisé par une forêt riparienne entremêlée à un réseau complexe de chenaux secondaires, et des distributionsgranulométriques qui favorisent une riche diversité de phytoplancton et d’invertébrés benthiques. Si en effet la raison principale d’une telle richesse écologique sur ce tronçon est le système des aménagements Girardon, il serait très important de comprendre comment un démantèlement total d’un tel système affecterait le chenal. Par ailleurs, ce système « mixte » (c.-à-d., avec un certain degré d’ingénierie) pourrait apporter des informations sur la façon dont le système actuel des aménagements dans d’autres parties du Rhône peut être modifié afin de réduire le niveau des crues, d’augmenter le transport sédimentaire tout en améliorant la biodiversité. La question principale qui a émergé de nos recherches préliminaires sur les casiers en amont d’Arles est de connaître la part dans l’évolution de ce secteur qui est dû à sa localisation unique juste en amont de la bifurcation (diffluence) du Grand Rhône et du Petit Rhône, où le Rhône devient un système dépositionnel (deltaïque). Une birfucation d’un chenal peut agir comme un bouchon local qui crée ce qui est connu comme « backwater » hydraulique – une augmentation du niveau d’eau et une réduction de la pente de l’eau – comme c’est le cas en amont d’un barrage (Kleinhans et al, 2008). Une pente d’eau réduite a pour effet de réduire la puissance de la rivière et favorise la déposition de sédiments, alors qu’un niveau élevé d’eau conduit à un élargissement du chenal en eau (inondation locale). La ripisylve, une fois établie, joue un rôle important pour favoriser la déposition de sédiments fins. La colonisation par la ripisylve sur les nouveaux dépôts de sédiments dans les casiers Girardon et la déposition induite a certainement joué un rôle-clef dans la sédimentation complète des marges alluviales et le rétrécissement progressif du chenal. Une variable cruciale dans l’établissement et l’expansion de la forêt riparienne est la largeur active du chenal, puisque les semis ont besoin de terres suffisamment émergées et sèches pour s’établir (Tal et Paola, 2010). Il est possible que l’un des facteurs-clefs qui a permis le chenal secondaire dans le secteur d’Arles de rester actif et l’incapacité de la végétation à s’établir en raison des inondations permanentes résultant d’un niveau d’eau et d’une largeur mouillée plus élevés. Les bifurcations ont aussi des dynamiques complexes sous la surface (Bertoldi et Tubino, 2007). La partition des eaux entre les deux chenaux a un impact sur le développement et l’évolution des barres en amont de la bifurcation qui influent en retour sur l’écoulement. Le développement des barres à la bifurcation du Rhône peut avoir joué un rôle en dirigeant l’écoulement vers un côté du chenal et ainsi le rendre plus actif. Le but de ce projet est de s’appuyer sur les travaux déjà commencés et actuellement en cours afin de comprendre le fonctionnement écologique et hydrogéomorphologique global du secteur. Plus précisément, notre but est d’approfondir ce projet en cours en collectant les données nécessaires pour explorer une question essentielle : est-ce que le fonctionnement actuel du secteur d’Arles, qui a conduit au développement d’une morphologie complexe capable de rendre possible une biodiversité riche, est lié au fonctionnement particulier des aménagements Girardon, ce qui pourrait être mis en œuvre dans d’autres secteurs afin de favoriser la biodiversité ? Ou est-ce la morphologie de ce tronçon en raison de sa localisation particulière en amont de la diffluence?

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Leader: Thiam Ndong Aissatou
Coauthor(s): Guissé A., Gallop D.
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