Première publication issue du projet GALE&T dans une revue scientifique

Des chercheurs du projet ont publié une synthèse bibliographique autour des deux notions de « résilience » et de « résistance » des cours d’eau à dynamique forte. Il s’agit de notions clés appuyant fortement la problématique du projet :
Tabacchi E., Steiger J., Corenblit D., Monaghan M. & Planty-Tabacchi AM. 2009. Implications of biological and physical diversity for resilience and resistance patterns within Highly Dynamic River Systems. Aquatic Sciences 71: 279-289.
Le résumé de cet article est accessible chez l’éditeur :

http://www.springerlink.com/content/q15234331j350578/?p=a6536208f17b47e696ebce340e4e23cd&pi=3

Atelier européen à Châtel-de-Neuvre (Allier) le jeudi 22 octobre 2009

Un atelier européen sur « Les grands cours d’eau dynamiques d’Europe et le concept d’espace de mobilité » s’est déroulé dans l’Allier les 22 et 23 octobre dernier. Il a réuni environ 40 participants venants du bassin de la Loire et d’autres bassins français et européen.
Cet atelier consituait une bonne occasion de présenter le projet GALE&T et d’échanger nos premières expériences et interrogations avec nos collègues français et européens.
http://centrederessources-loirenature.com/mediatheque/PF3E/workshop/workshop_EMT.htm


Sorties de terrain : carottage d’un paléochenal de l’Allier dans la Réserve Naturelle du Val d’Allier

La campagne de carottage a commencé !
Après une première journée de rodage du matériel et de l'équipe courant juillet, la journée du 21 septembre 2009 a été couronnée de succès avec le prélèvement de plus de 3 m de sédiment dans l'apex d'un paléoméandre dénommé « Le camp des Romains ». Ce paléoméandre est situé sur la commune de la Ferté-Hauterive, en plein cœur de la Réserve Naturelle du Val d'Allier.
La nature et la variété des sédiments laissent espérer un bel enregistrement des différents paléofonctionnements de l'hydrosystème. Cette séquence a été entièrement échantillonnée au LMGE de l'Université Clermont-Ferrand II, le 22 octobre 2009 en vue des prochaines investigations paléoécologiques notamment pollen, micro-fossiles non polliniques, diatomées, cyanobactéries pour ce qui concerne les indicateurs biotiques.
Plusieurs niveaux ont livré de la matière organique en quantité suffisante pour la réalisation de datations radiocarbone, en particulier de très beaux morceaux de bois ainsi que des lits de feuilles fossilisées. Un bon calage chronologique est donc envisageable : ceci revêt un caractère fondamental pour les interprétations paléoenvironnementales qui seront proposées.


Rodage du carottier à moteur et test du protocole d’échantillonnage dans la plaine alluviale de l’Allier le 28 juillet 2009.



Nous avons même pu traverser les ronces et les orties grâce à la conduite professionnelle du carottier par Olivier Voldoire et les indications de direction précieuses de Yannick Miras



Tout est en place ; seuls les derniers réglages restent à faire.



Présentation - par nos deux collègues heureux - de la première carotte d’une longueur d’un mètre. La carotte a été échantillonnée dans un paléochenal de l’Allier, en plein cœur de la Réserve Naturelle du Val d'Allier, à côté du lieu dit « Camp des Romains ».

Sorties de l’équipe d’Ecolab sur la Garonne - été 2009

Le 16 juin 2009, une visite sur les sites de Verdun-sur-Garonne et d’Onde a révélé un niveau d’eau toujours trop haut pour réaliser des relevés floristiques similaires à ceux des sites de l’Allier.
Le site de Verdun a néanmoins été prospecté pour l’étude dendrochronologique. Il a livré un échantillonnage conséquent de Populus nigra – peuplier noir, Salix alba – saule blanc et Acer negundo - érable negundo, en rive gauche du fleuve. La ripisylve de l’ancienne île de Saint-Pierre a subi de lourdes avaries à la suite de la tempête Klaus. La plupart des peupliers et saules sont à terre.


Un saule « survivant » de la tempête Klaus à Saint-Pierre



Etienne Muller en train de carotter un saule blanc sur le site de Saint-Pierre.



Un très gros individu d’érable negundo (au pied, l’un de nous).



Une seconde campagne d’échantillonnage a été réalisée le 21 juillet (enfin, des eaux basses !) afin de caractériser les communautés des sites de Verdun et d’Ondes (rive droite).


Le site d’Ondes comprend une grève développée, un bras mort et une ripisylve (saulaie) en bonne santé


La prospection des deux sites a révélé la présence d’environ 420 espèces végétales. Comme sur l’Allier, les quadrats ont été géoréférencés.


Le site de Verdun-sur-Garonne comprend en rive gauche (à droite sur la photo) une ripisylve linéaire jouxtant des peupleraies artificielles et en amont, l’île de Saint-Pierre, qui inclue une ripisylve relique en cours d’invasion par l’érable negundo. En rive droite (à gauche sur la photo), le banc alluvial de Lilou constitue un des rares témoins de la dynamique du secteur, fortement enroché et occupé par les activités agricoles. L’amont se situe en haut de la photo.


Un quadrat (1 x 1m) échantillonnant les communautés pionnières des grèves limoneuses, dominées ici par les graminées (Leersia oryzoides, Echinocloa crus-galli et Paspalum paspaloides).

Sortie de l’équipe d’Ecolab et de Geolab sur l’Allier les 9 et 10 juin 2009

L'équipe s'est rendue sur les sites de Châtel de Neuvres et de Chemilly sur l’Allier les 9 et 10 juin 2009.
Le niveau d’eau étant relativement élevé, il n’a pas été possible d’échantillonner les communautés végétales des grèves basses. Chaque habitat-type a été prospecté au sein de la mosaïque paysagère, à l’exception des ripisylves âgées en bordure de plaine inondable. La structure des communautés a été mesurée à partir de quadrats de 1 x 1 m géoréférencés.


Station GPS différentielle, utilisée pour la localisation des quadrats et des arbres échantillonnés


Nous avons, dans la mesure du possible, carroté un « trio » Populus nigra, Salix alba et Acer negundo sur divers sites, dans le but de comparer les dynamiques de croissance. Contrairement à la Garonne, sur l’Allier l’érable introduit est en début d’implantation.


Luc Lambs (Ecolab), en train de carotter un peuplier noir sur le site de Châtel de Neuvre…


…et géoréférencement du peuplier à l’aide d’un GPS différentiel par Olivier Voldoire (Geolab).



Echantillonnage des communautés pionnières des talus sableux (Agrostis stolonifera et Xanthium strumarium subsp. italicum)


Une campagne supplémentaire est envisagée en décembre pour l’échantillonnage de la banque de graines.


Le deuxième site d’étude, à Chemilly (Allier), un site plus contraint latéralement qu’à Châtel-de-Neuvre à cause du pont de la route nationale 79






Réflexions puissantes sur la stratégie d’échantillonnage à adopter sur le site d’étude à Châtel-de-Neuvre (Allier).

Compte rendu de la réunion du 4 février 2009

réunion tenue à Toulouse, à l’UMR 5245 du CNRS ECOLAB


La réunion a permis de définir trois approches emboîtées pour la conduite du projet.
- la première, conduite à l’échelle du paysage fluvial, doit aboutir à la constitution d’un SIG dédié à la végétation ;
- la deuxième, conduite celle-ci à l’échelle des sites, concerne plus spécifiquement l’analyse de trois espèces arborées (le saule blanc, l’érable negundo et le peuplier noir) et les caractéristiques hydro-géomorphologiques des parcelles étudiées. Une approche expérimentale sera menée sur 3 parcelles avec 5 « quadrats » (échantillons délimités d’un terrain) par site (3 sites). Les variables mesurées sont notamment la taille des cernes des arbres (analyse dendrochronologique), la topographie, la granulométrie, l’exposition aux crus… ;
- la troisième approche se situe à l’échelle de « transects » (bande étroite qui traverse un milieu donné, le long de laquelle sont localisées des stations d'observation, de mesure ou d'échantillonnage qui permettent de faire l'analyse, le profil ou la cartographie de ce milieu). Elle consistera en l’étude des processus de colonisation (taux de germination et de survie des plantules et des jeunes individus). Un suivi photographique, destiné à suivre la processus de colonisation d’un espace exposé au régime de perturbation hydrologique, sera réalisé tous les 2 à 3 mois grâce à la fixation d’appareils photographiques dans les arbres.

Une sortie terrain sur la Garonne est planifiée les 5 et 6 mars 2009. Une autre est organisée sur l’Allier les 20, 21 et 22 Avril.

Sortie commune sur la Garonne - 11 septembre 2008

L’objectif de cette sortie sur la Garonne était la sélection de trois sites d’études pour le projet. Plusieurs sites ont été visités dans cette perspective : Verdun Lafitte / Lilou / Saint Pierre ; St Cassian ; Cordes-Tolosanes avec vue sur Ile de Lizoun ; Ile Lizoun ; Ondes ; St Caprais ; Ramier de Bigorre.












Evolution historique des boisements riverains de la Garonne

Les boisements riverains de la Garonne ont perdu très tôt leur caractère « naturel ». L’homme est intervenu souvent pour essayer de stabiliser les berges par la végétation et plus rarement par des enrochements. Il a favorisé certaines espèces : les ormes au Moyen Âge ge puis les peupliers et les saules. Une étude historique préliminaire montre que, sur une section de 42 km, l’essentiel de la ripisylve garonnaise a été détruit en deux phases distinctes: une première phase vers 1830 (disparition de 598 ha), et une seconde phase dans les années 1970 (disparition de 395 ha). 



Aujourd’hui, il ne reste plus que 221 ha , soit 19 % de la surface de 1810. En d’autres termes, la largeur moyenne de ces boisements spontanés qui était de 277 m en 1810 n’est plus que de 53 m aujourd’hui. 



Ces informations ont été extraites de cartes historiques dont les échelles et les objectifs cartographiques étaient très différents. Il convient donc de comparer ces premiers résultats avec une certaine prudence. Néanmoins, cette séquence cartographique donne pour la première fois une indication quantitative sur l’évolution des surfaces boisées dans la plaine alluviale de la Garonne au cours des deux derniers siècles, et permet de distinguer la ripisylve des plantations de peupliers. Les deux phases de destruction de la ripisylve ont eu des conséquences très différentes. Lors de la première phase, au début du XIXème siècle, les plantations de peupliers se sont substituées à une part importante de la ripisylve mais les aménagements dans le lit du fleuve sont restés très légers. Il n’y a pas eu d’assèchement systématique des bras secondaires et des annexes fluviales. De fait, on constate que la dynamique du fleuve est restée pratiquement intacte entre le milieu du XIXème siècle et le milieu du XXème siècle. Les mécanismes d’érosion et sédimentation ont conservé leur réversibilité, les surfaces d’atterrissements sont restées équivalentes et la largeur moyenne de la ripisylve a fluctué entre 135 et 168 m. En revanche, lors de la seconde phase de destruction de la ripisylve, au cours des dernières décennies du XXème siècle, des aménagements hydrauliques lourds et une exploitation massive de granulats ont brisé la dynamique naturelle du fleuve. Celui-ci coule désormais dans un chenal figé qui s’est incisé verticalement. L’alimentation hydrique des arbres est fortement perturbée en période d’étiage. La destruction de la ripisylve a concerné aussi bien les terrains privés que le domaine public fluvial par suite de fréquentes amodiations. Les boisements spontanés adultes sont aujourd’hui morcelés et apparaissent comme des reliques d’une situation antérieure à la chenalisation. Ils ne représentent plus que 38 % de ce qu’ils étaient en 1945. 
Dans ce nouveau milieu contraignant, les sites de recrutement se limitent aux berges convexes des méandres et à quelques îles sur lesquelles les successions végétales sont interrompues plus souvent que par le passé. 
Les études historiques en cours permettront, entre autres, d’affiner les choix et d’évaluer les conséquences d’une restauration de la dynamique fluviale et d’un espace de liberté pour le fleuve, en fonction des choix de sociétés qui seront faits.

Sortie commune sur l’Allier - 8 septembre 2008

Les objectifs de cette sortie de terrain avec les partenaires de Toulouse et les gestionnaires de l’Allier étaient de faire connaître aux toulousains l’Allier encore très dynamique dans la Réserve Naturelle du Val d’Allier. Cette sortie a permis de discuter des enjeux de gestion de ces espaces mais également de réfléchir in situ des expérimentations à mener afin d’essayer de déterminer la résilience naturelle de cet écosystème fluvial, de façon à mettre en place des méthodes durables de restauration afin de satisfaire les besoins en services naturels. Nous avons visité le méandre en amont de Châtel-de-Neuvre, un site d’étude où Geolab (http://www.univ-bpclermont.fr/LABOS/geolab/) mène des études hydro-géomorphologiques et de l’évolution du paysage fluvial depuis plusieurs années.



















Équipe "Allier" : reconnaissance de paléochenaux sur le terrain

La sortie du 25 juin avait pour objectif deréaliser une reconnaissance terrain de paléochenaux préalablement repérés sur des photos aériennes de 2000 et 2005.





La tarière nous a permis de caractériser grossièrement, in situ, les dépôts alluvionnaires des paléchenaux.





Nous recherchions notamment des dépôts organiques, c'est-à-dire de la tourbe, qui devraient nous permettre de mener une étude palynologique.



L'étape suivante consistera à trouver les propriétaires des parcelles retenues à partir du cadastre et de leur demander l'autorisation d'intervenir avec un carottier à moteur pour prendre des échantillons (les carottes sédimentaires).

Principaux objectifs du programme

Les principaux objectifs du programme sont :

- estimer les capacités actuelles des deux systèmes fluviaux (Garonne et Allier) à entretenir leur dynamique et à restituer les services naturels rendus à la société ;

- proposer des nouveaux modes de gestion des cours d’eau fondés sur la capacité de résilence hydrogéomorphologique, écologique et socio-économique des systèmes étudiés ;

- développer un logiciel de simulation numérique (automate cellulaire spatialement explicite) pour répondre aux objectifs de recherche et de gestion.



Par ailleurs, le projet répond à 7 principaux services naturels rendus à la société :

- la régulation des flux liquides et solides (écrêtement des crues) ;
- la régulation des flux solides ;
- la réserve de biodiversité ;
- la quantité de l’eau (recharge de la nappe phréatique) ;
- la qualité de l’eau (autoépuration, dénitrification) ;
- la création d’espaces récréatifs ;
- les systèmes de productions agricoles.

Présentation du programme de recherche

Le programme de recherche « Eau du territoire et territoire de l'eau : les enjeux liés à la restitution de la dynamique fluviale et des services naturels rendus à la société » a été retenu dans le cadre de l’appel à propositions de recherche (APR) « Science et gouvernance. Programme Eaux & Territoires » lancé par le Ministère de l'écologie, du développement et de l'aménagement durables (http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/071019_E_T_APR.pdf).

Ce projet, placé sous la responsabilité scientifique de Johannes Steiger – Maître de conférences à l’Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand et membre du laboratoire de recherches GEOLAB – réuni une trentaine de scientifiques, sur une durée de 36 mois, dans le cadre d’un programme fédératif répondant à une demande émanant des acteurs de gestion des cours d’eau Allier (Conservatoire des Espaces et Paysages d’Auvergne, Réserve Naturelle du Val d’Allier) et Garonne (Syndicat Mixte d’Étude et d’Aménagement de la Garonne).

Les attentes des gestionnaires concernent l'évaluation des capacités actuelles de renaturalisation de ces cours d'eau et de maintien de l'intégrité des fonctions et services en fonction des contraintes naturelles et socio-économiques. L'absence totale de connaissances au sujet des capacités de résilience (intensité et vitesse de rétablissement des fonctions et services perdus) de ces systèmes a été soulignée par ces organismes.

Résumé du projet
L’objectif du projet est d’estimer les capacités actuelles des systèmes fluviaux à entretenir leur dynamique et à restituer les services naturels rendus à la société. Ces services ont été altérés à l’issue de la restructuration du territoire fluvial, et notamment à la suite de la régulation des cours d’eau.
Le projet repose sur l’hypothèse que la restauration de ces services, via la restitution d’un certain dynamisme, dépend de la capacité de résilience des écosystèmes - et en particulier de la végétation riveraine qui influence grandement les flux liquides et solides - et de la résilience de notre société en fonction des contraintes, des enjeux et de l’évolution des mentalités.
Afin d’intégrer efficacement les composantes sociétales et naturelles des systèmes fluviaux dans un modèle de fonctionnement unique, et d’évaluer de manière conjointe l’évolution de la relation entre ces deux composantes, notre projet repose sur une approche interdisciplinaire, historique et contemporaine. Il est suggéré qu’au cours de l’Holocène, les variations climatiques, hydrologiques et morphologiques (déplacements des chenaux, édification de la plaine alluviale) ont été des facteurs déterminants pour l’évolution des modèles d’études proposés (Garonne et Allier). Néanmoins, les impacts profonds liés à la société se sont superposés aux facteurs naturels. La prise de conscience de la perte de bénéfices environnementaux, en particulier sur la Garonne, est récente et les remaniements territoriaux nécessaires à leur restauration représentent des enjeux importants.
L’approche historique servira non seulement à comprendre les raisons de la mise en place des contraintes, des enjeux, de la réponse des écosystèmes, mais également, confrontée aux observations contemporaines, à estimer la résilience de ces éco- et anthroposystèmes. L’approche contemporaine permettra de définir les capacités de résilience naturelles (géomorphologiques et écologiques) et sociétales et de proposer un schéma de gestion fondé sur les possibilités d’auto-régulation des systèmes fluviaux considérés, et les enjeux.
Les disciplines sollicitées pour répondre à cette problématique sont notamment : l’histoire, la géographie humaine, la géo-archéologie, la géomorphologie, la paléo-écologie et l’écologie.
Les terrains d’étude, l’Allier et la Garonne, ont été choisis en fonction de leur complémentarité dans la mesure où les deux systèmes fluviaux n’ont pas subi les mêmes impacts anthropiques ni la même intensité d’impacts, et affichent des réponses contrastées. Cette différence permettra d’effectuer des études comparatives et de tester la robustesse et les limites des modèles qui seront développés.
L’Allier présente actuellement une morphodynamique active et la mise en place de la Réserve Naturelle du Val d’Allier depuis 1994 permet de préserver le fonctionnement naturel de cette rivière.
Au contraire, la Garonne moyenne, en aval de Toulouse, s’avère fortement contrainte depuis de nombreux siècles. Les dysfonctionnements perçus récemment ont incité les gestionnaires à envisager une re-dynamisation du fleuve. Cette dernière remet toutefois en cause de nombreux usages traditionnels du territoire, et peut-être, dans une certaine mesure, les modalités de sa gouvernance.