Les effets de l’assèchement sur le fonctionnement des rivières intermittentes sont aujourd’hui relativement bien décrits (Lake, 2011). Cependant, l’impact de l’assèchement sur
les zones humides fluviales est encore très peu connu, malgré la forte valeur patrimoniale et écologique de ces systèmes.
Premièrement, les zones humides fluviales se développant dans les grandes plaines
alluviales s’étendent généralement sur de large transects et présentent un large panel de caractéristiques hydrologiques, morphologiques et hydrogéologiques (connectivité au chenal
principal, influences souterraines, hauteur de la colonne d’eau etc…). Cette forte diversité
environnementale induit une grande variété de réponses des écosystèmes face aux étiages et
assecs (dessiccation ou maintien en eau, variation de l’amplitude thermique, modification des
flux de nutriments etc…) et contribue largement à l’incapacité actuelle à décrire l’impact de
l’assèchement à l’échelle des plaines alluviales.
Deuxièmement, l’assèchement induit des modifications complexes à différent niveaux
d’organisation del’hydrosystème. Il modifie la structure des biofilms et des communautés
microbiennes, qu’elles soient bactériennes ou fongiques, et perturbe les activités associées, qu’elles soient liées au cycle du carbone (production de biomasse, dégradation de la matière
organique) ou au cycle de l’azote (ammonification, nitrification et dénitrification). L’assèchement modifie également la biodiversité et la structure des communautés
d’invertébrés, intégrant une grande diversité de réponses écophysiologiques selon les
capacités et la sensibilité de chaque espèce (tolérance aux différents stress, échappement par
enfouissement dans la zone interstitielle ou émergence d’adultes aériens). Les processus de bioturbation et de dégradation de la matière organique particulaires, associés aux invertébrés,
sont de fait également impactés par l’assèchement.
Enfin, la plupart des processus décrits à ce jour s’intéressent aux réponses de
l’écosystème en surface. L’impact de l’assèchement sur la zone interstitielle, interface active
entre les eaux de surface et les nappes sous-jacentes, est encore très peu étudié, tant au niveau
Dans le cadre de cette thèse, nous proposons donc une approche globale de l’impact de l’assèchement sur le fonctionnement de l’écosystème (processus biogéochimiques et
microbiens, structures et réponses des communautés d’invertébrés) à l’échelle de la plaine
alluviale, intégrant à la fois la diversité spatiale des zones humides fluviales et les différents types de réponses à l’assèchement, et les processus qui se déroulent au sein de la zone
interstitielle. Ce manuscrit s’organise autour de trois objectifs, correspondant chacun à un chapitre :
Objectif 1 (Chapitre 3) : Evaluer in situ l’impact de l’assèchement saisonnier, ou étiage, sur
(1) les communautés microbiennes et processus biogéochimiques, (2) les communautés de
crustacés planctoniques, benthiques et stygobies et (3) les communautés d’insectes émergents
et enfin (4) les conséquences sur la dégradation de la matière organique particulaire.
Objectif 2 (Chapitre 4) : Evaluer in situ l’impact de l’assèchement à moyen terme (vingt à trente ans) sur la structure des communautés d’invertébrés interstitiels, tout en prenant en
compte (1) la part relative de la variabilité interannuelle face aux changements globaux, (2)
l’effet de la modalité d’assèchement à l’échelle de la plaine alluviale, et (3) l’influence des étiages de plus en plus sévères sur la dérive des communautés d’invertébrés interstitiels.
Objectif 3 (Chapitre 5) : Evaluer expérimentalement l’impact de l’assèchement sur trois
espèces de crustacés décomposeurs typiques des zones humides et leur contribution aux recyclages de la matière organique particulaire, à travers (1) les effets indépendants et additifs
de l’augmentation des concentrations en ammoniac (toxique) et des températures sur leur survie, et (2) les effets indépendants et additifs de l’augmentation des concentrations en ammoniac et de l’exondation des ressources nutritives sur le recyclage de la matière organique.
71
Chapitre 2
Description des sites :
2
Description des sites
:
Lônes du Rhône et de la basse vallée de l’AinIntroduction
L’ensemble des travaux effectués au cours de cette thèse ont été réalisés sur les zones
humides du haut Rhône en amont de Lyon et de la basse vallée de l’Ain. Ce secteur d’étude, long d’une quarantaine de kilomètres, offre (1) une grande diversité de zones humides (appelées localement « lônes ») présentant des modes de fonctionnement contrastés et (2) pour lesquelles nous disposons de données anciennes accumulées depuis les années 1970.
L’étude hydrogéologique suivante (Parties I et III) reprend en partie les conclusions du
rapport d’étude du BURGEAP – Agence de Lyon, menée en 2005 sur la « Modélisation de la
nappe alluviale de la basse plaine de l’Ain et de ses milieux annexes », incluant le site des
Lônes de Jons. L’étude des changements climatiques au cours des trente dernières années
(Partie II) propose une synthèse de données collectées auprès de Météofrance, EDF-DTG, et
de l’Ecole des Mines de Saint-Etienne (Equipe Géosciences et Environnement).
Enfin, dans le cadre de l’ANR Wetchange, l’évolution hydrologique de la rivière d’Ain
et des niveaux piézométriques, ainsi que leurs variations saisonnières (Parties IV et V), seront
reconstituées par l’équipe Géosciences et Environnement de l’Ecole des Mines de St-Etienne, en utilisant les données hydrologiques relevées au cours des années 2010-2011.
Notre étude s’intéresse plus particulièrement à l’évolution de 13 sites (Tableau 2-1), répartis sur cinq lônes du Rhône (les Iles-Nouvelles, la Chaume, le Platéron, le Grand-Gravier
73 Tableau 2-1 : Sites d’étude et coordonnées
Nom Commune Coordonnées GPS
Lônes du Rhône
Les Iles-Nouvelles Balan N 45°48’58, E 05°06’04
La Chaume Balan N 45°49’35, E 05°06’23
Le Platéron Balan N 45°49’47, E 05°05’43
Le Grand-Gravier St-Maurice de Gourdans N 45°48’50, E 05°08’50
Le Méant (amont) St-Maurice de Gourdans N 45°48’04, E 05°09’41
Le Méant (centre) St-Maurice de Gourdans N 45°48’21, E 05°09’02
Le Méant (aval) St-Maurice de Gourdans N 45°48’20, E 05°08’48
Lônes de l’Ain
Bellegarde (1) Priay N 46°00’39, E 05°18’10
Bellegarde (2) Priay N 46°00’38, E 05°18’11
Vers la Borne (amont) Château-Gaillard N 45°59’02, E 05°17’13
Vers la Borne (aval) Château-Gaillard N 45°58’51, E 05°16’54
Brotteaux (amont) Loyettes N 45°48’09, E 05°12’31
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Description des sites