Soutenance de Jim Félix-Faure – Doctorant au CARRTEL – Mercredi 12 décembre 2018 à 14 heures dans l’Amphithéâtre 1 de l’IUT à l’USMB

Titre : Devenir des sols ennoyés sous les réservoirs de barrage. Effet sur la sédimentation et l’écologie des plans d’eau

Résumé
A l’échelle mondiale, les retenues de barrage couvrent environ 0,26.106 km2. Leur
remplissage transforme des écosystèmes terrestres en écosystèmes aquatiques et occasionne des modifications majeures des cycles biogéochimiques à l’échelle locale et à l’échelle globale. Cette thèse s’intéresse à l’évolution des sols ennoyés par les réservoirs de barrage et à l’influence de ces sols sur les flux sédimentaires, le statut trophique et les émissions de gaz à effet de serre des réservoirs. Trois sites ont été étudiés afin de cerner ces différents aspects: deux grandes retenues mésotrophes de moyenne montagne (Sarrans, 1934, Massif Central) et de plaine (Guerlédan, 1931, Bretagne) et un petit lac subalpin oligotrophe modifié pour la production hydro-électrique (Corne, 1976, Alpes du Nord).
L’utilisation hydro-électrique conduit à un marnage saisonnier, qui conditionne une érosion accrue des sols dans la zone de marnage et un transfert de ces matériaux au plan d’eau. A Sarrans, l’érosion des sols de la zone de marnage annuel contribue à environ un tiers de la masse totale de sédiment accumulée depuis la mise en eau. Dans le petit lac modifié de Corne, l’analyse des sédiments montre, l’arrivée d’un flux d’abord organique puis progressivement minéral provenant des sols de la zone de marnage, et l’épuisement de ce flux au bout d’une quarantaine d’années. Ces flux de matière devraient donc être pris en compte pour les calculs d’accumulation sédimentaire dans les retenues.
Dans la zone toujours en eau, les sols évoluent dans un milieu hypoxique et sont peu à peu recouverts de sédiments. A Guerlédan comme à Sarrans, l’analyse morphologique et géochimique des sols noyés en permanence montre des sols de couleur terne, mais dans lesquels on distingue encore les horizons pédologiques d’origine. Leur pH s’est élevé au contact de la masse d’eau. Les horizons spodiques de podzols ont perdu l’essentiel de leur fer amorphe, tandis que leur teneur en Al amorphe a peu évoluée. Quatre-vingt ans après la mise en eau, ces sols ont perdu entre 40% et 50% de leur stock de carbone et azote d’origine. Ce flux de carbone, s’il est libéré sous forme de CO2 ou CH4, peut quantitativement expliquer l’essentiel du pic d’émission de GES des retenues après leur mise en eau. Les flux de carbone
transféré au sédiment par érosion des sols de la zone de marnage, et potentiellement minéralisé dans la zone toujours en eau, doivent donc être déduits des bilans de stockage de carbone sédimentaire attribués traditionnellement aux retenues de barrages.
A Sarrans (et probablement Guerlédan), comparé aux flux entrants par l’affluent et turbinés en sortie du réservoir, le transfert vers la masse d’eau du carbone et de l’azote des sols de la zone de marnage ne semble pas suffisant pour alimenter un regain trophique consécutif à l’ennoiement ; sauf si l’érosion des sols de la zone de marnage annuel, et notamment des horizons organiques, opère rapidement après la mise en eau. Au lac de la Corne, l’approche paléo-limnologique indique que les flux de carbone du sol sont métabolisés par le lac. Les communautés microalgales montrent une élévation de l’état trophique du lac suivi d’une dépression progressive et confirment donc la théorie du « Trophic upsurge ».
Les retenues de barrage constituent des sites exceptionnels de mesure de l’évolution des sols noyés sur des périodes de temps variables et fournissent des archives précieuses des propriétés des sols du passé.


Soutenance de Sylvain Dupire -Doctorant à l’Irstea – Vendredi 13 avril 2018 à 9 heures 30 à l’Irstea Grenoble en salle Écrins

Titre : Évaluation des effets des incendies sur la capacité de protection des forêts
contre les chutes de blocs dans les Alpes françaises.

Résumé :
Les chutes de blocs constituent un aléa naturel majeur dans les Alpes françaises en raison de leur probabilité d’occurrence spatiale et temporelle très élevée. Les forêts peuvent constituer une solution naturelle et efficace pour atténuer ce phénomène tout en protégeant les populations et leurs infrastructures. Cependant, ce service
écosystémique peut être perturbé par d’autres aléas naturels comme les feux de forêts, susceptibles d’être plus fréquents et intenses dans le contexte actuel et futur de changements climatiques. Cette thèse propose ainsi d’évaluer les effets des incendies sur la capacité de protection des forêts contre les chutes de blocs dans les Alpes françaises. Une méthodologie pour évaluer la capacité de protection d’une forêt contre les chutes de blocs est d’abord développée et consiste à utiliser des simulations de propagation de chutes de blocs réalisées sur 3886 placettes
forestières des Alpes françaises pour calculer trois indicateurs quantitatifs évaluant la réduction de la fréquence (BARI), de l’intensité (MIRI) et la réduction globale (ORPI) de l’aléa chutes de blocs dues à la présence d’une forêt.
Ces indicateurs sont utilisés pour identifier les variables forestières prépondérantes pour évaluer la capacité de protection : la longueur boisée sur le versant, la surface terrière et le diamètre moyen. Les peuplements présentant une distribution hétérogène des diamètres et composés de plusieurs essences offrent généralement une meilleure protection que les peuplements monospécifiques et réguliers, soulignant ainsi l’influence de la diversité forestière.
Cette thèse montre ainsi que les taillis présentent les capacités de protection les plus élevées, suivis par les futaies feuillues et les futaies mixtes ; les peuplements résineux venant en dernier. Les évolutions spatiales et temporelles des conditions climatiques favorables aux incendies, étudiées sur la période 1959-2015, révèlent un contraste majeur entre les Alpes du Sud qui ont connu une forte augmentation (en intensité, fréquence, durée et saisonnalité) surtout à haute altitude, et les Alpes du Nord, où une légère hausse est observée à basse altitude, mais aucune tendance
significative n’est observée à haute altitude. Ces résultats sont ensuite utilisés pour définir trois types de feux (d’hiver, d’été moyen et d’été très sec) pour lesquels la mortalité post-incendie est étudiée à l’échelle de l’arbre et du peuplement forestier. Ces analyses montrent que seuls les feux d’été sont susceptibles d’affecter significativement les peuplements, en particulier à basse altitude où les peuplements feuillus (notamment les taillis) dominent. L’effet des incendies sur la capacité de protection des forêts est évalué en comparant les simulations de propagation de chutes de blocs sans feu aux simulations après chaque type de feu pour lesquelles les arbres avec une forte probabilité de mortalité post-feu ne sont pas pris en compte. Les valeurs de ORPI pour chaque placette forestière et chaque type de feu sont ainsi calculées et comparées au scénario de référence sans feu, permettant ainsi d’évaluer quantitativement la réduction de la capacité de protection. Les peuplements de basse altitude, soumis à des conditions climatiques plus chaudes et sèches, présentent des réductions de la capacité de protection après des feux d’été de l’ordre de 60 à 100 %. Il s’agit principalement de taillis et de futaies feuillues. À plus haute altitude, la réduction est de l’ordre de 30 à 65 %.
En conclusion, ce travail de thèse propose une méthode originale pour quantifier la capacité de protection d’une forêt contre les chutes de blocs avant et après un  incendie et alimente les connaissances sur ces deux aléas naturels et les risques associés. L’analyse multi-aléas conduite en fin de thèse permet d’appréhender les effets cascades potentiels à l’échelle du peuplement forestier et de quatre territoires bioclimatiquement homogènes des Alpes françaises.


Soutenance de Lucas Brunet -Doctorant à l’Irstea – Vendredi 9 mars 2018 à 14 heures à l’Irstea Grenoble en salle Écrins

Titre : The affective life of Ecosystem Services. Research, science communication and nature conservation.

Résumé :

The tendency to view science as void of emotions and to oppose emotion and reason has prevented acknowledging the central place of affects in research practices. Drawing on a multi-site study informed by interviews with scientists and conservation professionals, and participatory observations of their work and interactions, this thesis attends to the role played by multiple affects and emotions in the diffusion of the scientific notion of Ecosystem Services (ES). Emerging from the apocalyptic context of and anxiety over environmental degradation, ES offers hope for conservationists by combining ecology and economics, and by illuminating the dependence of human societies on the functioning of ecosystems. In the 2000s, a UN-led process, the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, was founded to assess the state of knowledge on biodiversity and ES, and a whole scientific field has emerged on the subject.

The first part of the thesis describes how the notion has attracted and even seduced scientists. By renaming existing frameworks, promising to simplify research questions, providing an operational tool for nature management and transdisciplinary collaboration, and reinforcing the status of ecology, it has tempted those scientists who started to develop knowledge about ES. Part of the scientific community has, however, rejected the notion, feeling averse. Due to the mixed reception, the development of ES science into an interdisciplinary field has demanded subtle emotional work and individuals and organisations taking care of the notion. Attracted by the international institutions supporting the notion, the funding opportunities it has offered, and the networks that have formed around it, new scientists have taken up ES research. Their collective enthusiasm and excitement over the notion have given rise to a scientific trend that has been followed by numerous scientists but irritated others.

The second part of the thesis documents how the notion has diffused from the scientific sphere to the world of nature managers and other conservation professionals. It shows that the notion has become a communication tool. ES scientists have designed a variety of participatory settings to interact with nature managers, planners and decision makers. They have used scenarios to envision attractive and repulsive futures, visual tools to make the notion tangible, attractive, fun and easier to adopt and even games to facilitate interaction. ES scientists have become passionate about these tools. Yet, entertaining atmospheres developed through these tools may remain ephemeral and dissipate rapidly.

In nature conservation, the notion was to affect new kinds of publics motivated not only by a love of nature or a sense of responsibility, but also by hopefulness and a sense of opportunism. Doomsday and sacrifice discourses have been replaced by a sense of optimism. The third part of the PhD contrasts the use of the notion in French national parks and in urban settings. ES valuation studies have responded to a need for justification and rationalisation of public spending in protected areas. However, monetary valuation of nature has generated fears and demanded strategies to reassure nature lovers. In cities, the notion has helped to reintroduce nature by triggering a sense of reconciliation between human activities and nature conservation. It has sparked off a desire to control, manipulate and secure ecosystems.

The three parts demonstrate the multiple ways in which affects have been central in the life of ES. The notion has seduced and attracted scientists, and demanded a lot of work from researchers to become meaningful and trustworthy. Documenting how the affective life of ES has formed in encounters between scientists and conservation professionals, how it has been targeted by multiple forms of power, and how it has interacted with collective affective conditions, the thesis emphasises the methodological significance of affects and emotions and the varied ways in which they mediate and organise scientific life.

 


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