Contexte
La restauration écologique des fleuves et rivières est un enjeux capital à l’échelle mondiale en termes de maintien de la biodiversité aquatique et des services rendus par ces écosystèmes. Néanmoins, les effets des actions de restauration doivent pouvoir être évalués afin de vérifier que les mesures prises sont efficaces. Les suivis biologiques et leurs analyses font notamment parti des approches « classiques » pour décrire comment les communautés ont évolué à la suite des modifications physiques de l’environnement, mais aussi pour modéliser leur trajectoires futures. Sur le Rhône français, un très vaste programme de restauration éco-hydraulique a été entrepris dans les années 1990, et un suivi scientifique des effets de la restauration mis en place depuis maintenant 25 ans (dénommé RhônEco ; https://www.rhoneco.fr) . Les poissons et les macro-invertébrés benthiques des lônes (bras morts, milieux annexes) et du chenal sont les principaux groupes taxonomiques suivis. Notamment, la diversité taxonomique, la structure des communautés, et les abondances des principales espèces sont analysées dans une perspective à la fois spatiale (par exemple, comparaison entre sites restaurés vs non restaurés) et temporelle (évolution pré- vs post-restauration) . Dans ce programme RhônEco, qui rassemble 5 institutions de recherche, Hepia a notamment la charge du suivi des macro-invertébrés des lônes.
Problématique
La méthodologie d’échantillonnage des macro-invertébrés des lônes a été définie au démarrage du suivi scientifique par les personnes responsables de cette partie du projet. Cette méthodologie est avant tout basée sur leur expertise et sur un critère de « faisabilité » : il fallait un effort échantillonnage qui puisse rendre compte de la diversité et de l’évolution des communautés de macrobenthos, tout en étant réalisable en un temps « raisonnable » à la fois sur le terrain puis au laboratoire. De fait, en général 2 sites (un en amont, un en aval) étaient choisis pour chaque lône, puis 3 prélèvements au filet troubleau étaient réalisés sur chaque site, dans les habitats dominants, à 2 saisons (au printemps et en été). Depuis 25 ans, les résultats issus de cette méthodologie montrent effectivement des effets liés à la restauration, variables selon le site et le type de lône . Cependant, la représentativité et l’efficacité de cet échantillonnage n’ont jamais vraiment été testées. Des questions relativement simples se posent, comme « A quel point trois prélèvements sont-ils représentatifs de la diversité du site ? », « Est-ce utile/nécessaire d’échantillonner 2 sites pour chaque lône ? », ou « Comment faut-il distribuer les prélèvements sur chaque site, aléatoirement ou par type d’habitat ? ». De plus, de nouvelles approches ont été proposées dans le programme RhônEco pour évaluer la biodiversité des peuplements macrobenthiques, basées notamment sur l’identification par metabracoding sur des prélèvements réalisés au filet troubleau mais également via l’ADN environnemental présent dans l’eau et les sédiments. Ces nouvelles approches devront être comparées à l’approche « taxonomique classique » historiquement utilisée.
Objectif
Les objectifs de ce travail sont les suivants :
• Echantillonner des sites suivis dans le programme RhônEco par des prélèvements de macrobenthos au troubleau (les sites, leur nombre, et le nombre de prélèvements seront à déterminer ultérieurement) ;
• Evaluer la diversité d’un échantillonnage basé sur un nombre croissant de prélèvements et la comparer à la diversité estimée du site (« courbe d’accumulation de richesse spécifique »);
• Comparer les abondances spécifiques et la structure de la communauté macrobenthique en fonction d’un nombre croissant de prélèvements ;
• Si le temps le permet, étendre les analyses en incluant, au-delà de la diversité taxonomique, les diversités fonctionnelle et écologique ;
• Proposer, si justifié, une amélioration méthodologique du protocole actuel.
Pour cela, l’étudiant participera à la campagne d’échantillonnage conduite par l’équipe d’Hepia au printemps 2025, en collaboration avec l’équipe Riverly de l’INRAE de Lyon, et bénéficiera de l’accès au laboratoire d’Ecologie aquatique pour le tri et la détermination des échantillons. Il sera sous la supervision d’Eliane Demierre, laborantine et spécialiste des macro-invertébrés participant au programme RhônEco.
Structure d’accueil / encadrement
Ce sujet est proposé par le groupe de recherche Ecologie et Ingénierie des Systèmes Aquatiques (EISA) de la Haute école du Paysage, d’Ingénierie et d’Architecture de Genève (HEPIA), en collaboration avec l’unité Riverly d’INRAE – Lyon.
Adresse : HEPIA, route de Presinge 150, CH-1254 Jussy
Pour le terrain : Rhône français, sites plus précis à déterminer ultérieurement.
Toute personne intéressée par ce sujet de Master est priée de prendre contact avec :
Prof. Franck Cattanéo (franck.cattaneo@hesge.ch) – HEPIA Genève ; Tél. : 022 558 56 83
Qualités attendues
Bonnes connaissances générales en écologie
Si possible, expérience préalable avec identification des macro-invertébrés benthiques
Motivation pour le travail de terrain ET de laboratoire
Initié-e à l’analyse statistique de données et à l’utilisation du logiciel R
Aptitude au travail collaboratif
Qualités relationnelles
Autonomie, rigueur, sérieux
Conditions de travail
Durée 6 mois, base de 40 h/semaine
Possibilité d’utiliser des véhicules de service / déplacements et repas (missions) pris en charge
Références
1 Lamouroux, N., Gore, J. A., Lepori, F., & Statzner, B. (2015). The ecological restoration of large rivers needs science‐based, predictive tools meeting public expectations: an overview of the R hône project. Freshwater Biology, 60(6), 1069-1084.
2 Jean-Michel Olivier, Nicolas Lamouroux, Emmanuel Castella, Maxence Forcellini, Camille Lebrun, et al.. Synthèse du programme RhônEco (1998 – 2023) et recommandations. [Rapport de recherche] Université Lyon 1; CNRS; INRAE; Université de Genève. 2024, 45 p. hal-04680015
3 Castella, E., Béguin, O., Besacier‐Monbertrand, A. L., Hug Peter, D., Lamouroux, N., Mayor Siméant, H., … & Paillex, A. (2015). Realised and predicted changes in the invertebrate benthos after restoration of connectivity to the floodplain of a large river. Freshwater Biology, 60(6), 1131-1146.
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