Les thèmes

4 thèmes pour une approche interdisciplinaire des relations entre hydrogéomorphologie, communautés aquatiques, usages anthropiques et perception des milieux.

Changement climatique et ressources

Responsables de thèmes

• Christophe PISCART
  UMR 5023 - Université Lyon 1
  
  
• Didier GRAILLOT
  Ecole des Mines de Saint Etienne - SITE

Recherche

Ce thème est abordé de façon interdisciplinaire avec l’étude des relations entre hydrologie, hydrogéologie, géomophologie, biologie, usages antropiques et perception des milieux.

Les résultats scientifiques de la période 2006 – 2009 relèvent des trois ensembles suivants :

• Réponses hydrologiques aux changements climatiques et ressources
• Flux hydriques et ressources en eau
• Flux hydriques et ressources biologiques

Le projet scientifique pour la période 2010 – 2013 s’inscrit dans la continuité mais s’ouvre à d’autres ressources que la seule ressource en eau comme la biodiversité par exemple.

En 2011, il s'est structuré autour de trois principales directions :

• analyse des réponses hydrologiques (à l’échelle du bassin versant) et thermiques (à l’échelle de la rivière) aux changements climatiques par un couplage de modèles climatiques désagrégés et des modèles hydrologiques. Le traitement spatial de ces réponses est réalisé par géomatique afin d’identifier les zones géographiques les plus sensibles (nappes phréatiques, cours d’eau, annexes fluviales,…). Ces travaux sont fondés sur la reconstitution des cycles hydrologiques passés pour ensuite simuler leur évolution à l’horizon 2020-2040. Une application aux effets des changements climatiques dans les zones humides est développée dans le cadre de l’ANR CEP Wetchange (Pujalon & al 2011).


• évaluation de l’impact des changements climatiques sur la biodiversité : le rôle des flux hydriques (localisation et quantification) sur le fonctionnement écologique et la biodiversité de plusieurs secteurs aménagés ou naturels du Rhône a été étudié (programme "Echange nappe-rivière" de l’accord cadre ZABR Agence de l'Eau RM&C) (Gaur & al 2011). L’importance du volet biologique fait actuellement l’objet d’une extension de ce programme de recherche, au niveau national, avec l’ONEMA, permettant la mise au point d’indicateurs biologiques (invertébrés souterrains et végétation aquatique) représentatifs des échanges nappe/rivière en complément des outils de modélisation hydrologiques (Labat & al 2011, Piscart & al 2011). Au niveau lacustre, les données accumulées sur le SOERE Lacs alpins montrent l’interaction entre le changement climatique et les modifications des forçages anthropiques (réoligotrophisation, introduction d’espèces piscicoles) (Dorioz & al 2011, Pollet 2011).


• gestion globale de la ressource : une étude de synthèse sur l’impact de l’irrigation sur le bassin du Rhône avait abouti en 2010 à la constitution d’un atlas permettant d’identifier les zones sensibles où les activités anthropiques devront être reconsidérées compte tenu de l’évolution de la ressource (thèse Richard Schott, 2010). En 2011, cet axe intègre les résultats des travaux des deux autres axes pour constituer une base méthodologique permettant aux opérationnels d'élaborer des recommandations basées sur l’évolution de la ressource (protection des captages pour l’alimentation en eau potable, constitution de géo-réservoirs aquifères, identification des zones sensibles à des pollutions chroniques ou ponctuelles dans les différents compartiments de l’hydrosystème).

En savoir plus sur le changement climatique et ressources - campagne 2010 - 2013

Flux - formes - habitats - biocénoses

Responsables de thèmes

• Thibault Datry
  Irstea, MALY

Recherches

Ce thème a pour objectif essentiel de mettre en correspondance les flux hydriques avec les formes hydrogéomorphologiques des cours d’eau, les habitats qu’ils générent et les biocénoses qui s’y développent. Il est principalement abordé sur les sites-atelier « Drôme », « Zones humides », « Axe Rhône-Saône », « OTHU » dans le cadre de partenariats avec les acteurs de l’eau et les collectivités locales. La question de la restauration des milieux est particulièrement importante pour ce thème.

Les résultats scientifiques de la période 2006 – 2009 relèvent des deux ensembles suivants :

• Relations flux formes : estimation du transport solide, développement de suivis et modélisation des flux de matière, réponse morphologique à différentes formes de pressions anthropiques
• Relations formes, habitats et biocénoses : suivis des travaux de restauration de milieux aquatiques, étude de l’hydrologie et de la géomorphologie sur les flux hyporhéiques en cours d’eau, études des conséquences des perturbations anthropiques de natures physiques sur els biocénoses aquatiques de cours d’eau

Le projet scientifique pour la période 2010 – 2013 comprend quatre volets :

• Suivi de la restauration hydraulique et écologique du chenal du Rhône
• Restauration hydraulique et écologique des zones humides
• Rivières en tresses
• Potentiel écologique du Rhône

En 2011 trois évolutions fortes de cette thématique ont marqué les recherches de la zone atelier :

• Une émergence confirmée de la thématique « assèchements » au travers de plusieurs projets sur i) sur des cours d’eau (Programmes Assèchement, biodiversité et processus écologiques – Agence de l'Eau RM&C – Onema, 1 thèse en cours, Datry et al., 2011), ii) des zones humides (ANR WetChange, plusieurs thèses en cours, Bornette et al. 2011) ou iii) des systèmes anthropisés (une thèse en cours, ENTPE, Volatier et al.). Dans les trois cas, les effets des assèchements sont adossés à des modèles hydrauliques et prennent en compte un grand nombre de compartiments biologiques (microbiens, invertébrés, processus écologiques globaux).


• Un développement important des recherches autour des interactions entre contraintes physiques, fonctionnements écologiques et réponses sociétales dans les rivières en tresses (rivières alpines ou méditerranéennes à chenaux multiples et instables) (Tacon et al., 2011; Recking et al., 2011; Recking et al., 2011; Armani et Desbois, 2011 ; Contrechamps, 2011 ; Loubier et al. 2011). Ces cours d’eau très mobiles offrent un cadre expérimental unique pour comprendre les interactions entre la dynamique des formes fluviales (leur instabilité ou leur fossilisation), la richesse des communautés biologiques qui s’y développent (en surface et à l’interface avec les eaux souterraines) et leur relations avec les sociétés humaines (tant du point de vue des outils de gestion que de leur valeur sociale) (Rivières en tresse : Accord cadre ZABR - Agence de l'Eau RM&C / Créateurs de Drôme - AO "Eaux et territoire", Programme GESTRANS).


• La troisième thématique, en fort développement au sein de la ZABR, est celle de la perception du paysage, concept médiateur, pour l’étude des perceptions sociales de l’environnement (cf. notamment l’OHM Vallée du Rhône).

En termes d’animation scientifique de cet axe transversal, un séminaire doctorants ZABR s’est tenu début décembre 2011 au Cemagref. Il a regroupé une dizaine de doctorants dont les travaux s’inscrivent dans le thème FFHB et a permis un échange scientifique très stimulant.

En savoir plus sur les flux - formes - habitats - biocénoses

Flux polluants, écotoxicologie, écosystèmes

Responsables de thèmes

• Yves PERRODIN,
  ENTPE, LSE
  

• Véronique LAVASTRE
  Université Jean Monnet, LTL

Recherches

L’objectif central du thème « Flux polluants, écotoxicologie, écosystèmes » est de travailler sur le déterminisme et les effets des flux polluants dans les principaux contextes hydrogéomorphologiques et anthropiques rencontrés au sein du bassin du Rhône, en vue d’apprécier la contribution de ces flux « unitaires » à la pollution globale du Rhône. Cette thématique est mobilisée sur la majorité des sites ateliers de la ZABR. Elle s’appuie pour partie, et logiquement, sur les résultats de travaux issus du thème " Flux, formes, habitats, biocénoses".

Les résultats scientifiques de la période 2006 – 2009 relèvent des trois ensembles suivants :

• actions portant sur le déterminisme et l’impact des polluants organiques en mélange, notamment les phytosanitaires, sur les milieux aquatiques (travaux effectués sur le site « Ardière »)
• actions portant sur l’évaluation des flux polluants en milieu urbain dense et périurbain, en particulier via les eaux pluviales. Ces objectifs ont été pleinement réalisés avec les travaux effectués sur les sites «OTHU » et « OR Lacs péri-Alpins »
• actions portant sur la caractérisation des flux de PCB au sein de l’hydrosystème Rhône.

Le projet scientifique pour la période 2010 – 2013 comprend cinq volets :

• Caractérisation de la variabilité des flux polluants apportés au Rhône, ainsi que l’évaluation de l’incertitude des transferts et des expositions qui en découlent (Sites Ardière, OTHU).
• Caractérisation des phénomènes de stockage et de déstockage des polluants (OSR, site Arc Isère, …).
• Evaluation de l’impact sur les organismes aquatiques des polluants présents en mélange, et/ou à faibles doses (Sites OTHU, Ardières et Rhône).
• Transfert des polluants dans les chaînes trophiques (notamment les PCB), et sur les impacts qui en découlent (Site Rhône et OR Lacs péri-alpins notamment).
• Enfin, la question des flux de nutriments et de leurs recyclages, qui était peu abordée dans le précédent contrat sur le site Zone Humides, devrait prendre de plus en plus d’importance à l’avenir

Les travaux réalisés en 2011 sur les polluants et leurs conséquences environnementales ont conduit à l’obtention de résultats déterminants dans deux domaines principaux :

• Développement d’instrumentations et de méthodologies spécifiques en vue d’une meilleure compréhension des flux de polluants sur le plan qualitatif et quantitatif. Les recherches en cours au sein de l’observatoire « OTHU » ont été poursuivies afin de documenter les flux en milieu urbain, avec une accentuation du suivi des flux de substances prioritaires ou de polluants émergents (Becouze & al., 2011 ; Becouze & al., 2011a ; Bedell & al. ; Dembélé, 2011 ; Saulais & al., 2011 ; Sebastian, 2011 ; Winiarski & al., 2011). Par ailleurs, en 2011 le site ARC-Isère a connu un développement de l’instrumentation de terrain en zone urbaine et des jeux de données sont désormais disponibles pour l’étude de l’impact des effluents de la ville de Grenoble sur la qualité des eaux de l’Isère (Thèse Solène Dutordoir, CIFRE Métro).
  Un important travail a été développé sur l’élaboration de techniques d’échantillonnages et d’analyse des pesticides et l’évaluation des capacités de différents sols pour le transfert des contaminants (Projets en cours Miriphyque et action 36 de l’Agence de l’Eau RM&C, Site Ardière Morcille, zone viticole). Ces travaux pourraient être étendus au transfert par les particules érodées (projet déposé au programme de l’Initiative Structurante EC2CO 2011). Les travaux de l’OSR décrivent les flux de polluants dans le chenal du Rhône, de l'amont de Lyon jusqu'à la mer. Cet observatoire de la ZABR permet la prise en compte de processus environnementaux à l'échelle du fleuve dans son ensemble. Des instrumentations conséquentes et des méthodologies spécifiques sont développées, grâce à l’implication de six équipes locales complémentaires (hydraulique, sédimentologie, géomorphologie, chimie environnementale) et grâce à l’expérience d’autres Zones Ateliers avec qui des échanges ont été initiés (PIREN Seine et ZAL). Des actions particulières ont enfin été développées autour des stocks de PCB dans les sédiments du Rhône (Programme PCB soutenu par le pôle de compétitivité Axelera, le FUI et le FEDER ; Desmet et al, 2011, Desmet et al, 2011) et de leur transfert aux organismes (Programme TCIP, soutien Plan Rhône et Onema).


• Caractérisation des effets écotoxicologiques et écologiques des flux polluants. Que ce soit sur de petits systèmes (ruraux ou urbains) ou sur le fleuve Rhône lui-même, la Zone Atelier a développé des travaux en 2011 sur les conséquences des pollutions urbaines et agricoles :
  • effets des déversoirs d’orage en rivière péri-urbaine, la Chaudanne (Post-Doc Céline Lareurre ; ANR CES INVASION ; Lareurre, 2011). Ces travaux ont également porté sur la caractérisation écotoxicologique des effluents rejetés à l’aval d’ouvrage de rétention/décantation ainsi que de leurs sédiments piégés (Sébastian 2011, OTHU).
  • les approches basées sur l’étude des biofilms ont mis en évidence les changements de diversité et de fonctions microbiens dus aux effets des résidus de pesticides et leur modulation par des facteurs environnementaux (hydraulique, nutriments). Les études en cours seront poursuivies dans le cadre du projet PoToMAC (technique d’échantillonnage passif et évaluation/impact de mélanges de substances sur les micro-organismes aquatiques) accepté à l’ANR CESA 2011.
  • une approche de diagnostic de la qualité chimique des milieux aquatiques via la mesure d’effets écotoxicologiques chez les crustacés (projet GAMMA) a été acceptée par l’ANR CESA en 2011.
  • La ZABR a également soutenu l’émergence de travaux innovants sur les relations complexes entre la présence de polluants et la dynamique de populations piscicoles (génotoxicité et efficacité de reproduction chez le hotu pouvant masquer les effets bénéfiques de l’amélioration des débits (Etude Genotox Cyprinidés du Rhône - Accord cadre ZABR - Agence de l'Eau) (Kienzler A. et al., 2011).

En savoir plus sur les flux polluants, écotoxicologie, écosystèmes

Observation sociale du fleuve, gouvernance

Responsables de thèmes

• Anne Honegger,
  UMR 5600, EVS, ENS

• Gilles Armani
  Maison du Fleuve Rhône

Recherches

La compréhension des phénomènes sociaux en lien avec les cours d’eau et leurs politiques de gestion constitue en effet un champ et un domaine de préoccupation nouveaux pour les acteurs de l’eau, appelant la mise en oeuvre de moyens à la hauteur des enjeux auxquels ils seront confrontés dans les années à venir sur la question des rapports de la société avec ce patrimoine naturel vivant et commun. C’est pourquoi le dispositif engagé a pour finalités à la fois de définir et produire les données nécessaires à la compréhension des phénomènes en cours et d’élaborer le cadre conceptuel et la méthodologie de l’approche du fleuve en tant qu’anthroposystème.

Les résultats scientifiques de la période 2006 – 2009 montrent des avancées dans la compréhension et la connaissance des phénomènes, en particulier :

• les bénéfices pour le milieu humain et pour le territoire d’un programme de gestion de l’eau,
• la territorialité des problématiques,
• les pratiques et usages des cours d’eau,
• la perception des paysages;
• les dimensions sociales et culturelles intervenant dans le rapport aux programmes de gestion,
• la caractérisation de la perception des micro-polluants chez les pêcheurs amateurs  et les effets sociaux et culturels de la « crise des PCB » chez les pêcheurs amateurs.

Le projet scientifique pour la période 2010 – 2013
Les recherches à venir s’inscrivent pour l’essentiel dans la continuité des travaux antérieurs dont il est attendu de nouvelles avancées théoriques, épistémologique, méthodologiques et cognitives. Ces travaux sur les perceptions et les représentations ont des implications dans l’analyse des services et  bénéfices rendus par les objets de nature, la mise en oeuvre de la gestion dite participative et durable, les stratégies de préservation et de restauration, les questions de patrimonialisation et de qualité environnementale.

D’autres thématiques émergent (autour d’objets techniques comme les bassins d’infiltration, d’équipements urbains sur la question de la gestion des risques…) qui se traduisent par le renforcement des collaborations et l’élargissement des terrains d’étude (OTHU, Arc/Isère, site Zones humides).  La problématique de la nature en ville s’annonce comme fédératrice, permettant ainsi de poursuivre l’approche réflexive sur les relations homme/nature dans des systèmes plus ou moins artificialisés.

Les recherches 2011 ont permis d’avancer dans la compréhension et la connaissance de phénomènes sociaux intervenant dans les politiques de gestion de l’eau et des milieux aquatiques : territorialité des problématiques, perception des paysages, riveraineté, représentations du fleuve. Le séminaire d’échanges « Interactions eaux territoires sociétés : que voulons-nous observer quand nous observons la dimension sociale ? » a renforcé notamment les liens avec l’OTHU. La problématique de la nature en ville s’annonce comme fédératrice et permet ainsi d’approfondir la réflexion sur les relations hommes/nature dans des systèmes plus ou moins artificialisés.
En termes d’organisation, il est à noter le changement d’un des responsables d’axe (arrivée de Gilles Armani, MDFR), le renouvellement des porteurs de projet, l’élargissement des équipes et des disciplines impliquées.

Dans le cadre de l’accord cadre ZABR Agence de l’eau RM&C deux recherches ont été conduites :

• une recherche sur les liens entre processus écologiques et sociaux pour optimiser la gestion de la Renouée : écologie de la Renouée, contexte social des interventions lancées pour son éradication, représentations que les acteurs se sont forgées à propos de cette espèce (2011-2012).
• une recherche sur la représentation des micropolluants toxiques permettant de comprendre les phénomènes anxiogènes liés à ces polluants et les types de données et connaissances scientifiques et de discours qui peuvent être développés pour apporter une information objective aux populations concernées.

Les travaux sur la perception des risques liés aux crues et au transit sédimentaire dans le cas des cours d’eau alpins sont en cours (ANR Gestrans Arc-Isère-Drôme, 2011-2014). La méthodologie d’enquête a associé le recueil d’articles de presse, de documents d’archives, d’entretiens semi-directifs auprès des gestionnaires des cours d’eau, ainsi que des enquêtes par photo-questionnaires auprès des populations riveraines et des usagers.
Les deux programmes (Créateurs de Drôme et Haut Rhône français - HARS) menés dans le cadre de l’APR « Eaux et territoires », Ministère de l’Ecologie, CNRS, CEMAGREF (2008-2011) sont terminés (cf bilans site Drôme et axe Rhône/OHM).

La tenue d’un séminaire « Encrer le fleuve Rhône. Le discours de la rupture au prisme des sciences humaines et sociales », MDFR, Givors, 21/10/11 (OHM Vallée du Rhône et ZABR) a permis de faire le point sur cette thématique nouvellement investie portée par Yves-François Le Lay. La revue Géocarrefour va consacrer un numéro à l’analyse des discours oraux et écrits portant sur les cours d’eau : « Encrer les eaux courantes. Quelles méthodes pour analyser les discours ? ».

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