Le voyage des microorganismes à travers les générations de plantes



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Les plantes clonales, des corridors à champignons

Nathan Vannier, Cendrine Mony, Philippe Vandenkoornhuyse (ECOBIO) Sophie Michon-Coudouel et Marine Biget (UMS OSUR) et Anne-Kristel Bittebiere, viennent de publier en avril 2018 dans la revue Microbiome un article intitulé « A microorganisms’ journey between plant generations ». Cet article original met en évidence les mécanismes de transmission du microbiote à la descendance des plantes clonales, et plus particulièrement la transmission des partenaires symbiotiques à cette descendance.

 

Les plantes sont colonisées par une grande diversité de microorganismes qui forment un microbiote et remplissent de nombreuses fonctions pour leur hôte. Le microbiote est constitué de l'ensemble des bactéries, microchampignons, virus etc., vivant dans un environnement spécifique (que l'on appelle alors microbiome) chez un hôte (animal, végétal, aérien) ou une matière (d'origine animale ou végétale). Le microbiote est intimement associé au système racinaire des plantes : il leur permet de mieux exploiter et de mieux enrichir leur environnement, au profit d'une communauté microbienne qui peut être modifiée par le contexte environnemental, et notamment par la teneur en éléments nutritifs du sol.

Ce microbiote peut donc être considéré comme une boîte à outils permettant aux plantes d'amortir les changements environnementaux locaux, avec une influence positive sur leur « fitness », c’est-à-dire leur capacité à s’adapter et à se reproduire. On saisit donc aisément l’intérêt de comprendre ces processus dans la cadre des changements climatiques annoncés…

Dans ce contexte, la transmission du microbiote à la progéniture (i.e. à la descendance) représente un moyen d'assurer la présence de symbiotes bénéfiques dans l'habitat. Rappelons que la symbiose est l’association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (i.e. appartenant à des espèces différentes) : les organismes impliqués sont alors qualifiés de symbiotes, et le plus gros des deux est généralement qualifié d'hôte.

Des exemples d'une telle transmission du microbiote à la descendance ont été principalement décrits jusqu’à aujourd’hui pour la transmission des semences et concernent quelques micro-organismes pathogènes. Dans le cas qui nous intéresse ici, les chercheurs ont étudié la transmission de partenaires symbiotiques à la descendance des plantes, dans un réseau de plantes clonales.

Pour ce faire, ils ont utilisé la plante clonale Glechoma hederacea (i.e. le lierre terrestre) comme modèle végétal et ont contraint la descendance à s'enraciner et à se développer dans des pots séparés, tout en contrôlant la présence des microorganismes.

 

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A la suite de quoi, l’analyse génomique a pris le relai : les chercheurs rennais ont utilisé une approche de séquençage des amplicons (i.e. un fragment d'ADN amplifié par PCR) de l'ARN 16S et 18S ciblant respectivement les bactéries/archées et les champignons afin de décrire le microbiote racinaire de la mère et de la fille de la plante clonale.

L’analyse des résultats a permis de démontrer la transmission verticale (directe) d'une proportion significative de bactéries et de champignons symbiotiques des plantes mères aux filles. Par contre, il est intéressant de noter que les archées n'ont pas été transmises aux plantes filles. Autre enseignement : les communautés transmises avaient une richesse plus faible, ce qui suggère une filtration (sélection) pendant la transmission.

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Par ailleurs, les chercheurs ont découvert que le pool de microorganismes transmis était similaire parmi les filles, constituant donc l'héritabilité d'une cohorte spécifique de micro-organismes, ouvrant une nouvelle compréhension de l'holobionte végétal. Cette mise en évidence va donc permettre de repenser les interactions au sein des ensembles composés par un organisme animal ou végétal et les microorganismes qu'il héberge (i.e. l’holobionte) en prenant en compte les transmissions de microorganismes au cours de la vie et entre générations d’organismes.

En outre, les expériences ont mis en évidence que la richesse du microbiote transmis est largement corrélée avec la distance à la plante mère ainsi qu’avec le temps de croissance.

 

En conclusion, retenons que pour cette plante clonale, les microorganismes se transmettent entre les individus par des connexions, ce qui a pour effet d’assurer la disponibilité de microbes partenaires pour les nouvelles plantes ; il en est de même pour la dispersion des microorganismes entre les hôtes.

Ce processus écologique jusqu'ici non décrit met donc en évidence la dispersion des microorganismes dans l'espace et dans le temps, à travers les générations successives de plantes. Dans la nature, comme la grande majorité des plantes sont clonales, il parait donc vraisemblable que ce processus pourrait être un puissant moteur du fonctionnement des écosystèmes (et de l'environnement au sens large) dans la mesure où il déterminerait l'assemblage des communautés de plantes et de microorganismes dans un large éventail d'écosystèmes.

Est-on en train de voir émerger un nouveau paradigme en écologie, grâce aux apports conceptuels et méthodologiques fournis par la génomique environnementale ? Le pôle scientifique rennais est en tout cas bien placé pour participer à cette révolution.

 

Source :
Nathan Vannier, Cendrine Mony, Anne-Kristel Bittebiere, Sophie Michon-Coudouel, Marine Biget, Philippe Vandenkoornhuyse. A microorganisms’ journey between plant generations. Microbiome, 2018, 6, 79. doi : 10.1186/s40168-018-0459-7


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Mais pourquoi l'escargot se plait-il autant dans les zones urbaines ?



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Les pérégrinations de Cornu aspersum en ville

Des chercheurs appartenant à plusieurs labos de l’OSUR ont réalisé une étude basée sur la réplication des paysages pour mettre en évidence les effets de la composition, de la configuration et de la connectivité du paysage sur la différenciation génétique des populations d'escargots petits-gris. L’originalité de ce travail repose sur la multiplication des paysages échantillonnés et l’intégration de trois échelles d’analyse. Cette étude dans laquelle on retrouve notamment Manon Balbi, Aude Ernoult, Pedro Poli, Luc Madec, Marie‐Claire Martin (ECOBIO), Jean Nabucet (LETG-Rennes) et Eric Petit (ESE, INRA) est publiée en avril 2018 dans la revue Molecular Ecology.


Les zones urbaines sont très fragmentées et exercent donc de fortes contraintes sur la dispersion individuelle des espèces. Malgré cela, certaines espèces parviennent à s’adapter et à se maintenir au sein des zones urbaines. C’est le cas de l'escargot petit-gris, Cornu aspersum, qui est commun dans les paysages urbains malgré sa faible mobilité (c’est un escargot…). En utilisant des approches de génétique du paysage, les auteurs ont combiné la réplication des zones d'observation et l'analyse multi-échelle pour déterminer comment la composition, la configuration et la connectivité du paysage influencent la dispersion des escargots dans les zones urbaines.

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La génétique du paysage permet en effet de décrire comment les structures écopaysagères (paysagères et environnementales) affectent la structure génétique des populations en influençant la dispersion des organismes. Lorsque des populations sont séparées par des éléments paysagers fragmentant (routes, rivières) leur degré de différenciation génétique est élevé.

Cette combinaison d’approches - génétique du paysage et analyse multi-échelles - a permis de dégager 2 grandes tendances :

  1. à l'échelle du paysage, un résultat inattendu montre que la présence de routes (généralement considérées comme des barrières à la dispersion) diminue la différenciation génétique.
  2. à l'échelle de la population, ils ont observé que l’isolement des populations augmentait avec la surface de bâti et la longueur des interfaces entre zones boisées et zones imperméabilisées ou infrastructures de transports.

Les analyses fondées sur la distance génétique par paires, qui permet de mesurer la divergence génétique entre deux populations, ont validé les modèles d'isolement par distance et d'isolement par résistance pour cet escargot terrestre, avec une performance égale des différents modèles (chemins de moindre coût, théorie des circuits et distance euclidienne).

 

L’utilisation de réplicas paysagers (12 paysages répartis dans les villes de Rennes, Angers et Lens) a permis de mettre en évidence une variabilité inter-paysage de l’influence des caractéristiques environnementales, mais a permis aussi de faire émerger des effets généraux communs.



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Légende : Les trois agglomérations françaises, avec 4 paysages (cercles noirs) par agglomération. Les indices paysagers ont été extraits à partir des cartes d’habitat à l’échelle des paysages et des populations. La connectivité fonctionnelle a été quantifiée par des analyses de chemins de moindre coût (LCP), de la théorie des circuits (CT) et comparée aux distances euclidiennes.

 

 

Ainsi, ces résultats suggèrent que les infrastructures de transport urbain facilitent la dispersion passive des escargots : pour faire simple, les escargots « profitent » des véhicules pour se déplacer. A l'échelle plus locale, correspondant à la dispersion active (i.e. « par ses propres moyens »), les habitats défavorables (zones boisées et imperméabilisées) isolent les populations.

Cette étude insiste sur l’importance de répliquer les paysages pour obtenir des résultats généralisables en génétique du paysage et montre l’intérêt de combiner les échelles d’analyse pour révéler des processus échelle-dépendants. 

 
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Référence
Balbi M, Ernoult A, Poli P, Madec L, Guiller A, Martin M-C, Nabucet J, Beaujouan V, Petit EJ (2018) Functional connectivity in replicated urban landscapes in the land snail (Cornu aspersum). Mol Ecol. 27:1357–1370. https://doi.org/10.1111/mec.14521



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La qualité et l'âge des eaux souterraines de la région métropolitaine de Recife (Brésil)



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Pénurie en eau : la question préoccupante de l'approvisionnement des grandes métropoles

Les Presses Universitaires du Septentrion publient en mai 2018 un ouvrage consacré à la question de la ressource en eau pour les grandes métropoles : "Affronter le manque d'eau dans une métropole. Le cas de Recife - Brésil", sous la direction de Paul Cary, Armelle Giglio et Ana Maria Melo. Le chapitre 2 est dédié à "La qualité et l'âge des eaux souterraines de la Région Métropolitaine de Recife", avec notamment Eliot Chatton, Luc Aquilina et Thierry Labasque (Géosciences Rennes).

São Paulo, San Francisco, Rome… Les métropoles, au Nord et au Sud, manquent régulièrement d'eau. Les 4 millions d’habitants de Recife, au Brésil, affrontent depuis plusieurs décennies les défaillances du réseau public : l’eau au robinet fait souvent défaut et sa qualité n’est pas assurée. Les habitants se sont organisés pour faire face selon leurs moyens financiers : puits profonds, ravitaillement par camions-citernes ou connexions illégales sont monnaie courante. Les pouvoirs publics minimisent les problèmes tout en tentant de réguler le secteur et d’investir dans les réseaux d’eau et d’assainissement. Cependant, la rapidité des changements climatiques et de l’urbanisation a des impacts majeurs sur la ressource, en particulier sur les eaux souterraines. Est-il déjà trop tard ou quand le sera-t-il ? Fruit de la collaboration de chercheurs en sciences sociales et en sciences de la terre, cet ouvrage propose une analyse sans concession du défi de la gestion de l’eau dans les métropoles.

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La contribution de l'OSUR

Cet ouvrage analyse la gestion de la ressource en eau dans la région côtière de Recife (Brésil), très urbanisée (entre 3,7 et 4 millions d’habitants) et en pleine croissance démographique.

Il est le résultat du projet ANR pluridisciplinaire COQUEIRAL. Lors de ce projet, géologues, hydrologues, hydrochimistes, sociologues, anthropologues, urbanistes ont analysé d’une part, les usages de l’eau, la perception des habitants et les modes ou absences de gestion de la ressource en eau, et d’autre part, la circulation naturelle des eaux souterraines et l'impact des pompages désordonnés.

Ce site urbain en pleine croissance, utilise de façon non coordonnée une ressource en eau souterraine pour partie non renouvelable. En effet, des eaux rechargées lors de la dernière période glaciaire (10 à 15 mille ans) ont été identifiées à l'aide des méthodes de datation développées au sein de la plateforme CONDATE EAU de l'OSUR. Ces "âges anciens" indiquent donc un très faible renouvellement des eaux pompées. Les eaux de surface, plus récentes, sont quant à elles très contaminées, essentiellement par les rejets urbains mal maîtrisés.

Par ailleurs, la stratégie de gestion de la ressource en eau au niveau local et national reste encore empreinte par le déni des autorités face aux problèmes rencontrés et marquée également par la défiance des populations.


Partenaires du projet : Université de Rennes 1, BRGM, CNRS, Université de Lille, Université de Poitiers, UFPE, Université de Sao Paulo.

>>> en texte intégral "Chapitre 2. La qualité et l’âge des eaux souterraines de la Région Métropolitaine de Recife" (Lise Cary, Emmanuelle Petelet-Giraud, Eliot Chatton, Guillaume Bertrand, Luc Aquilina et Thierry Labasque


Couv Recif2018
ISBN-13 978-2-7574-2026-3




En images

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Recife ou Récife est la capitale de l'État du Pernambouc au Brésil. Elle est la plus ancienne capitale de l'État du Brésil, fondée en 1537. Recife est la cinquième agglomération urbaine du Brésil avec 3,7 millions d'habitants

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Recife est peu ou prou dépourvue de système d'assainissement des eaux usées : celles-ci sont rejetées en surface, puis s'infiltrent dans le sol, puis contaminent la nappe phréatique, nappe qui est elle même exploitée pour l'alimentation en eau domestique. Un cercle pas vraiment ... vertueux

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Prélèvement d'eau pour les analyses biogéochimiques

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Laboratoire d'analyse des gaz improvisé dans les locaux de l'Université de Recife



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Le prix Dick Chorley 2018 de la British Geomorphological Society pour Edwin Baynes (Géosciences Rennes)


 AHLeGall    28/05/2018 : 10:25

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Edwin Baynes est post-doctorant à Géosciences Rennes, titulaire d'une bourse européenne Marie-Curie au sein du WaterfallModel3D project.

Edwin Baynes est post-doctorant à Géosciences Rennes, titulaire d'une bourse européenne Marie-Curie au sein du WaterfallModel3D project. Il vient de recevoir le prix Dick Chorley 2018 de la British Geomorphological Society.

Le Prix Dick Chorley est décerné annuellement pour un article execeptionnel par sa qualité, basé sur la recherche doctorale - Edwin a fait sa thèse à l'université d'Edimboug en Ecosse -, et dont le candidat est le premier auteur.

L'article pour lequel il est récompensé a été publié dans la prestigieuse revue PNAS :
Baynes, E.R.C., Attal, M., Niedermann, S., Kirstein, L.A., Dugmore, A.J., and Naylor, M. (2015) - Erosion during extreme flood events dominates Holocene canyon evolution in North-East Iceland.  Proceedings of the National Academy of Sciences, 112, 8, 2355-2360, doi:10.1073/pnas.1415443112.

Aujourd'hui à Géosciences Rennes, Edwin contniue de travailler sur la question de l'érosion fluviale. Avec Dimitri Lague également de Géosciences, et ses anciens collègues écossais, ils ont publié en février 2018 un article dans Scientifc Reports (Nature) qui remet en question un pan de la géomorphologie moderne et de l'hydrologie : la vitesse de recul des cascades ne dépendrait pas du débit d’eau ! Grâce aux travaux d'Edwin, nous comprenons mieux comment les chutes d’eau modifient les paysages au cours du temps.

Edwin recevra son prix lors de l'assemblée annuelle 2018 de la BGS en septembre.


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La Breizh COP, la recherche et l'expertise en environnement, l'OSUR... Où en est-on ?



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Le 19 avril 2018 à Brest, le Conseil régional de Bretagne a adopté le document d’étape de la Breizh COP.

Le 19 avril 2018 à Brest, le Conseil régional de Bretagne a adopté le document d’étape de la Breizh COP. A quelques jours de la journée CPER Buffon organisée à l’OSUR le 12 juin 2018, c’est l’opportunité de faire un point sur ce projet majeur de la région, et de pointer plus particulièrement le rôle des scientifiques dans la démarche, où l’OSUR est représenté, et de montrer ainsi la volonté de l’Observatoire de s’impliquer dans la réflexion et l’aide à la décision politique.


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La Région Bretagne, comme les autres régions, est en phase de préparation de son Schéma Régional d’Aménagemement, de Développement Durable et d’Egalité des Territoires (SRADDET), schéma constitutif de son futur CPER. Issus de la loi NOTRe (Nouvelle organisation territoriale de la République, loi no 2015-991 du 7 août 2015), les SRADDET invitent désormais toutes les Régions à construire leurs CPER, en y intégrant un ensemble de thématiques (habitat, foncier, transports, déchets, équilibre et égalité des territoires, désenclavement des territoires, infrastructures d’intérêt régional, mer, énergie, lutte contre le changement climatique, pollution de l’air, biodiversité, eau…) au sein d’un document unique. Les SRADDET entendent simplifier et renforcer la cohérence entre des documents de planification régionale existants, et les inscrire dans une vision plus transversale. En effet, le SRADDET intègre de nombreux schémas régionaux, qu’ils portent sur la mobilité et les transports, l’air – climat – énergie, les déchets, ou encore la biodiversité. Il est intéressant de noter que ce schéma sera prescriptif, c’est-à-dire que certains documents locaux d’urbanisme et d’aménagement, comme les plans Climat, les SCoT, ou encore les PLU et PLUi, devront respecter les règles du SRADDET régionaux.

 

Consciente que la question de l’adaptation au changement climatique va être au cœur des politiques publiques dans les prochaines années, la Région Bretagne a souhaité que cette phase de préparation de son SRADDET s’accompagne d’une démarche équivalente à la COP 21, qui a abouti à l'accord de Paris sur le climat en décembre 2015, visant à identifier des domaines dans lesquels les acteurs régionaux seraient prêts à signer des engagements pour une Bretagne plus durable. Ces engagements seront un des piliers du futur CPER (SRADDET) de la Bretagne. Cette démarche connue sous le nom de Breizh COP implique tous les partenaires régionaux, institutionnels, acteurs socio-économiques et citoyens, qui sont invités à s’y associer. La co-construction de ce nouveau projet de territoire pour la Bretagne se clôturera en 2019 par un grand rendez-vous citoyen.

La Breizh COP dans son état actuel d’avancement s’appuie sur les 3 temps de concertation organisés entre mars et mai 2017 : le carrefour des transitions à Saint Malo, le carrefour des territoires à Saint Brieuc et le forum des mobilités à Brest. Réunissant près de 1500 personnes, acteurs du développement économique, de l’aménagement, des enjeux environnementaux, acteurs associatifs, ces temps ont permis de partager une ambition commune, de croiser les regards sur les grands enjeux à partager, de hiérarchiser les priorités mais aussi de converger sur la nécessité de développer des approches plus transversales et plus systémiques, "pluri et inter-disciplinaires" pourrait-on dire dans la jargon scientifique.

La démarche Breizh COP s’inscrit plus globalement dans la continuité de travaux prospectifs déjà engagés ces dernières années en Bretagne, notamment par le CESER de Bretagne (Conseil Economique, Social et Environnemental Régional), dont les rendus proposent des pistes d’avenir sur de multiples sujets à enjeux pour la région.

A travers la Breizh COP et son futur SRADDET, la Région se donne comme ambition de maîtriser et d’accélérer la mise en œuvre de toutes les transitions en Bretagne : transition climatique en priorité, mais aussi transition écologique, transition économique, transition sociétale… La démarche étant nouvelle, elle implique aussi une transition méthodologique dans la préparation des documents cadres fixant les orientations de la politique régionale !

Pour parvenir à fédérer et construire ce grand projet régional de développement durable, il convient de mobiliser toutes les parties prenantes et de favoriser une large participation citoyenne. Le secteur académique, comme les autres acteurs de la vie régionale, est bien entendu sollicité. L’OSUR, de part son expertise scientifique environnementale pluridisciplinaire a une carte importante à jouer, que ce soit dans l’accompagnement de la démarche (participation au Conseil Scientifique mis en place par la Région pour accompagner la Breizh COP), la réalisation des diagnostics environnementaux sur la base desquels seront définis les engagements, la définition des indicateurs quoi permettront d’en mesurer l’atteinte et les effets, etc..

 

L’OSUR dans le Conseil scientifique de la Breizh COP

 

Dans le cadre de la mise en œuvre du projet de SRADDET – Breizh COP, le Conseil régional a souhaité mettre en place un Conseil scientifique (CS). Sa mise en place officielle a eu lieu le 13 février 2018 lors d’une réunion plénière présidée par Mr  le  Président du Conseil régional de Bretagne, Loïg Chesnais-Girard.

 

Composition du Conseil scientifique

Les membres du CS ont été sollicités par les services du Conseil régional pour leur expertise et leur complémentarité disciplinaire. Néanmoins, compte tenu des limites objectives des champs couverts par ses membres, le CS propose de les élargir ponctuellement en fonction des besoins.

Actuellement, 4 membres de l’OSUR sont dans le CS :

  • Valérie Bonnardot (Université Rennes 2, LETG-Rennes), spécialiste en géographie physique et environnement, changement climatique,
  • Daniel Cluzeau (Université Rennes 1, ECOBIO), spécialiste des interactions entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes terrestres,
  • Gérard Gruau (CNRS, Géosciences Rennes), spécialiste des transferts dans les bassins versants, des relations entre climat, agriculture, usages et qualité de l’eau. Président du CRESEB, membre du bureau du CS Breizh COP,
  • Simon Dufour (Univeristé Rennes 2, LETG Rennes), spécialiste de l’organistion spatiale des territoires, des liens entre eau et territoires, de la gestion des zones humides.

 

Rôle et missions du Conseil scientifique

  • Le CS a pour mission de s’exprimer sur la pertinence scientifique des analyses et constats mobilisés par le Conseil régional pour construire ses actions :
  • Les analyses sont-elles justes du point de vue scientifique ?
  • Quels sont les éléments de ces analyses qui font consensus (ou suscitent des controverses) du point de vue scientifique ?
  • Quels sont les risques associés à une action avérés d’un point de vue scientifique ? Quels sont les éléments qui posent question ?

Le CS a vocation à s’exprimer aussi sur la cohérence de ces actions entre elles, sous forme d’avis argumentés.

Par ailleurs, le CS est encourager à faire des propositions sur les travaux complémentaires à mener.

Enfin, le CS est invité par le Conseil régional à formuler des recommandations sur la méthode mise en œuvre par celui-ci pour mobiliser les partenaires et les citoyens, afin d’améliorer la cohérence entre les principes affichés et leur mise en œuvre.

 

Les principes de l’appui scientifique

L’appui scientifique apporté par le CS repose sur deux principes :

  • Un principe d’indépendance des scientifiques mobilisés

Cette indépendance est une garantie de la neutralité des avis proposés. Les membres du CS font part de leurs avis et opinions reposant sur la connaissance existante. A noter que la voix du CS est consultative, le Conseil régional - élu - restant in fine la seule instance décisionnaire, choisissant, ou non, de retenir les avis du CS.

Découlant de ce principe d’indépendance, le CS  a vocation à, en plus de répondre aux saisines du Conseil régional, s’autosaisir, lorsqu’il le jugera nécessaire, de questions ou d’enjeux qu’il aura lui-même identifiés, se positionnant ainsi dans un rôle de veille et d’alerte auprès du Conseil régional.

Ce principe d’indépendance n’exclut toutefois pas des échanges réguliers entre le Conseil régional et les membres du CS. Ces échanges réguliers sont indispensables afin de permettre, au fil de l’eau, l’adéquation entre les attentes du Conseil régional et les travaux du CS.

  • Un principe de collégialité

Lorsque des avis, analyses ou recommandations sont proposés, ceux-ci doivent avoir fait l’objet de discussions entre tous les membres du CS, aboutissant à une synthèse partagée et validée de manière collégiale. Il s’agit au travers de ce principe de collégialité de mettre en avant l’intérêt de la pluralité des disciplines mobilisées, pluralité garante d’un traitement pluri/interdisciplinaire des questions confiées au CS, afin d’apporter des réponses pertinentes au regard de la complexité des enjeux abordés. Les désaccords et controverses entre membres du CS sont évidemment possibles : quand ils existent, ceux-ci doivent être explicitement mentionnés dans les avis rendus par le CS.

 

Modalités de fonctionnement du Conseil scientifique

Le CS se réunit en séance plénière entre trois et quatre fois par an, au siège du Conseil régional.

Le CS comprend un Bureau composé de membres volontaires du CS et représentant des champs disciplinaires variés (économie, environnement, sciences sociales, géographie etc.). Il a pour mission d’échanger de manière privilégiée avec le Conseil régional, et de servir de courroie de transmission entre le Conseil régional et l’ensemble des membres du CS.

Le Bureau est assisté d’une cellule technique en charge de la veille bibliographique et de la préparation des avis et synthèses. Le Bureau, en lien avec la cellule technique, fait également la veille du déroulé du projet Breizh COP. Il se réunit une fois par mois.

Le CS a vocation à mettre en place des sous-groupes thématiques, si le besoin s’en fait sentir. Cela ne doit toutefois obérer ni le caractère interdisciplinaire des analyses proposées, ni le principe de collégialité. Le Bureau pourrait être composé des membres du CS pilotes de ces groupes thématiques.

Dans un souci d’efficacité, le CS organise ses travaux en lien acvec une feuille de route croisant les points précis sur lesquels le Conseil régional souhaiterait que le CS formule des avis ou des recommandations, et les questions ou enjeux que les membres du CS auront jugé eux-mêmes prioritaires après lecture du document d’orientation accompagnant la mise en œuvre du projet SRADDET-Breizh COP.

 

Quelques champs thématiques déjà identifiés par le CS comme devant faire l’objet d’approfondissement

1) Quelle est la nature exacte des risques que fait peser le changement climatique sur l'économie bretonne, la cohésion sociale de la région, ses ressources naturelles (eau, biodiversité...) ? Quels sont précisément les risques ? Quels en sont les échéances temporelles ? Quelles en sont les variations spatiales (affecteront-ils toutes les parties de la Bretagne de la même façon) ?

2) Comment concilier, dans les politiques régionales, développement économique et préservation de l’environnement et des ressources naturelles ? Comment faire en sorte que le développement de la Bretagne s’inscrive dans le principe de double performance, économique et environnementale ? Cette double performance est-elle une utopie ou peut-elle être véritablement atteinte ? Quelle(s) orientation(s) donner à l'économie bretonne pour que cette double performance soit atteinte ? Quelles politiques publiques mettre en place pour stimuler l'atteinte de cette double performance ?

3) Quel(s) objectif(s) chiffré(s) doit-on donner à la Breizh COP ? L'objectif de la COP 21 est de limiter le réchauffement de la Terre à 2°C à l'horizon 2100 : comment décliner cet objectif global au plan régional ? Doit-on afficher d'autres ambitions ? Si oui, lesquelles ? Quels indicateurs mettre en œuvre pour vérifier l’atteinte de ces objectifs ?

4) Quels formes/statuts juridiques donner aux engagements et comment concrètement stimuler la prise d'engagements par les acteurs de la vie sociale et économiques de la Bretagne ?

 

Et maintenant ?

L’ensemble de la démarche SRADDET-Breizh COP a vocation à aboutir fin 2018 à la production d’un document élaboré qui sera finalisé début 2019 pour une adoption définitive par le Conseil régional en juin 2019. Cette adoption sera accompagnée d’un grand évènement citoyen associant les bretonnes et les bretons. S'en suivra une phase de consultation et d’adoption réglementaire, avant validation par arrêté préfectoral dans les derniers mois de 2019 ou au début de 2020.

 
Breizhcop Calendrier

 


>>> Pour en savoir plus : www.breizhcop.bzh

>>> La session extraordinaire sur la Breizh COP a réuni les élus du Conseil régional de Bretagne le jeudi 19 avril à Brest



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Gérard Gruau (Géosciences Rennes) / @
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En ville, les petits animaux changent de taille


 AHLeGall    23/05/2018 : 17:30

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Pour la majorité des groupes étudiés, dont les araignées, les espèces les plus petites deviennent dominantes lorsque le degré d’urbanisation augmente.

Pour la majorité des groupes étudiés, dont les araignées, les espèces les plus petites deviennent dominantes lorsque le degré d’urbanisation augmente. Mais pour les papillons de jour, de nuit et les sauterelles, c'est l'inverse, très probablement parce que chez ces animaux, la taille permet une meilleure mobilité, avantage crucial dans un milieu où leur habitat est fragmenté. Maxime Dahirel est aujourd'hui enseignant-chercheur (Université de Rennes 1) attaché au laboratoire ECOBIO de l'OSUR. Il a contribué à cette vaste étude sur le territoire belge, lors d'une année de recherche effectuée à l’Université de Gand, publiée en mai 2018 dans la revue Nature. >>> En savoir plus


>>> TVR (Emission du 28/05/2018) : lire à partir 4m35s
Maxime Dahirel TVR Mai2018



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Le Oki d'Odzala. Une BD avec A.Dan


 AHLeGall    17/05/2018 : 14:06

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Des nouvelles du projet Des Gorilles et des Hommes!

Des nouvelles du projet Des Gorilles et des Hommes !

Après l'édition d'un carnet de voyage (2015), la création d'une exposition art & science (2016) au Diapason qui parcourt désormais la France, nous fêtons l'arrivée de la bande dessinée "Le Oki d'Odzala" ! (éditions Bamboo, collection Grand Angle), dessinée par A.Dan, Daniel Alexandre de son vrai nom.

Cette saga au long cours entre le dessinateur et l'université de Rennes 1 fait suite au voyage initial de Daniel en Afrique pour suivre l'expédition de Céline Genton (ex ECOBIO / Station biologique de Paimpont) en mission au Congo de février à mai 2014 pour observer une population de gorilles des plaines : Des gorilles et des hommes... au Congo.

>>> Pour en savoir plus


Présentation de la BD : Le Oki d'Odzala

Dans les forêts du Congo, Oki le grand gorille blanc contrôle les vies…

Clémence, spécialiste des gorilles au Congo-Brazzaville, effectue sa dernière mission faute de financements. Les primates y sont menacés par le virus Ebola et le braconnage. Mais Clémence a un espoir. Il y a quelques années, elle a photographié un gorille blanc qui, à en croire les données génétiques, ne devrait pas exister. Si elle parvient à le retrouver, cela permettrait de débloquer de nouveaux fonds.
Dans un village au cœur de la forêt, Mickey, un adolescent malingre, cherche à venger sa famille d’un chef de gang de braconniers. Quitte à faire appel aux sorciers vaudou et à invoquer l’esprit du Oki, le Grand Gorille Blanc.

(ISBN 978-2-81894-502-5)



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Coquillages et coquilles au château de Versailles aux XVIIe et XVIIIe siècles : entre repas et rocailles de fontaines



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Le colloque « 25 années d’archéologie royale, 1990-2015 » (6-8 octobre 2016) a été organisé par le Centre de recherche du château de Versailles pour faire le bilan des recherches menées dans les domaines de Versailles, Trianon et Marly au cours de ce quart de siècle, mais aussi des travaux récents réalisés dans les autres domaines royaux.

Le colloque « 25 années d’archéologie royale, 1990-2015 » (6-8 octobre 2016) a été organisé par le Centre de recherche du château de Versailles pour faire le bilan des recherches menées dans les domaines de Versailles, Trianon et Marly au cours de ce quart de siècle, mais aussi des travaux récents réalisés dans les autres domaines royaux. Il a été l’occasion de mesurer l’extension chronologique de l’archéologie : désormais la période moderne fait résolument partie de son champ de compétence. L’archéologie des jardins, son corollaire, devenue une discipline scientifique à part entière, a été amplement évoquée. Enfin l’apport des sciences originellement étrangères à l’archéologie a été souligné : géologie, parasitologie, malacologie...

Dans ce cadre, Catherine Dupont, archéo-malacologue au CReAAH, apporte son éclairage sur l'utilisation des coquillages et des coquilles

>>> Ecouter l'intervention de Catherine Dupont "Coquillages et coquilles au château de Versailles : témoins de repas, de décors et de voyage"



Le colloque a également fait l'objet d'une publication en 2017 dans le Bulletin du Centre de recherche du château de Versailles - Sociétés de cour en Europe, XVIe-XIXe siècle.


Coquillages et coquilles au château de Versailles aux XVIIe et XVIIIe siècles : entre repas et rocailles de fontaines

Si l’étude des coquilles découvertes en contexte archéologique est loin d’être systématique, elle reste anecdotique pour les niveaux récents de l’archéologie, comme ceux datés des XVIIe et XVIIIe siècles. Ces vestiges fauniques nous permettent pourtant de redécouvrir des utilisations qui ont évolué au fil de la chronologie et des modes. À cette redécouverte s’ajoute la complémentarité avec les sources écrites qui se révèlent bien souvent peu loquaces pour les invertébrés marins. Les fouilles engagées depuis plusieurs années au château de Versailles sous la direction d’Annick Heitzmann - chargée de recherche au Centre de recherche du Château de Versailles - permettent ainsi de redécouvrir la place qu’avaient ces ressources marines dans le quotidien de la vie à Versailles aux XVIIe et XVIIIe siècles.


Versailles Coquilles

Les mollusques de la Grille royale :
1. Ostrea edulis (L = 88 mm).
2. Pecten maximus (L = 53 mm).
3. Acanthocardia sp. (L = 20 mm).
4. Mytilus edulis (L = 39 mm).
5. Cerastoderma edule (L = 17 mm).
6. Unio tumidus (L = 33 mm).
7. Buccinum undatum (L = 65 mm).
8. Tritia reticulata (L = 24 mm).
9. Haliotis tuberculata (L = 20 mm).
10.Littorina obtusata (L = 10 mm).
11.Fossile indéterminé (L = 22 mm).
12.Thais sp. (L = 57 mm).
© Catherine Dupont, CNRS



Depuis les fouilles de 2002, ce sont plus de 24 kilogrammes de coquilles qui ont été ramassés et analysés. Ces coquilles ont été découvertes près de la Grille royale, dans les bosquets de la Reine (ancien Labyrinthe), du Rond vert (redevenu Théâtre d’eau), des Trois-Fontaines et de l’Étoile. Ce sont celles de la Grille royale, du Labyrinthe et du Théâtre d’eau, qui font l’objet de cette publication. Le but est de décrire la coquille archéologique pour définir ses différentes étapes d’exploitation par l’Homme, de sa collecte sur le littoral à son utilisation, puis son abandon dans l’enceinte du château de Versailles...

>>> Pour en savoir plus : lire l'article en texte intégral (français)



Contact OSUR
Catherine Dupont (CReAAH) / @
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / @


Chronologie et durée du métamorphisme varisque de haute pression (HP) dans le Massif central français : une étude géochronologique multiméthodes du massif de Najac



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La datation précise du métamorphisme est d'une importance capitale pour comprendre l'évolution tectonique d'un orogène, car celui-ci enregistre la pression et la température au cours du processus géologique.

La datation précise du métamorphisme est d'une importance capitale pour comprendre l'évolution tectonique d'un orogène, car celui-ci enregistre la pression et la température au cours du processus géologique. C’est d’autant plus vrai pour le métamorphisme de faciès éclogitique qui se développe lors des étapes précoces de l’orogenèse (i.e. la naissance d’une chaîne de montagnes). Caroline Lotout, Pavel Pitra, Marc Poujol et Jean Van Den Driessche (Géosciences Rennes / OSUR) publient dans la revue Lithos en mai 2018 un article qui expose les résultats d’une étude géochronologique multiméthodes et d'une modélisation thermodynamique pour expliquer la chronologie et la durée du métamorphisme éclogitique varisque dans le Massif central français.

Rappelons tout d’abord que les minéraux constituant des roches ne sont stables que dans des domaines définis de température (T) et de pression (P). Lors d'un cycle orogénique, les roches (sédimentaire, magmatique ou métamorphique) peuvent être entraînées (enfouies) pour des raisons tectoniques vers la profondeur : il y a alors transformation des minéraux par réaction entre eux. De nouveaux assemblages apparaissent, caractéristiques des conditions P-T rencontrées durant ce parcours : c'est ce qu’on appelle en géologie le métamorphisme, qui peut se définir comme l'ensemble des modifications intervenant à l'état solide dans la composition minérale et dans la structure d'une roche soumise à des conditions de température et de pression différentes de celles où elle s'est formée. Ces transformations, qui peuvent donc être minéralogiques, texturales, structurales ou encore chimiques, amènent à une réorganisation des éléments dans la roche et à une recristallisation des minéraux à l'état solide. La présence d’assemblages particuliers de minéraux définit ce qu’on appelle les faciès métamorphiques. Le faciès dit éclogite correspond à des conditions de haute pression (> c. 12 kbar, c’est-à-dire plus de 45 km de profondeur) et haute température (> c. 500 °C). Ces roches peuvent être ensuite exhumées, c’est-à-dire ramenées à la surface de la Terre. En réalisant des datations isotopiques sur des roches métamorphiques, on peut alors intégrer le temps sur des diagrammes P-T (i.e. P-T-t) et ainsi réaliser des "chemins" pression-température-temps traduisant de façon visuelle l'évolution des séries métamorphiques dans les orogenèses.

La présence d'éclogites à la surface de la Terre est généralement considérée comme un enregistrement des anciennes zones de subduction, là où une plaque tectonique océanique s'incurve et plonge sous une autre plaque avant de s'enfoncer dans le manteau terrestre. La datation du métamorphisme à haute pression (HP) de ces roches est donc une étape clé dans la reconstruction de la géodynamique à travers le temps. Cependant, la surimpression des premiers assemblages métamorphiques de HP et la perturbation des géochronomètres par les étapes métamorphiques qui viennent après, peut entraver la mesure d'un âge précis pour le métamorphisme de HP et, par conséquent, brouiller l'interprétation géodynamique globale : bref, les traces se mélangent les rendant difficilement lisibles...

D’où l’intérêt et l’originalité de l’approche multiméthodes. Utilisées indépendamment ou en combinaison, des méthodes de datation radiométriques qui reposent sur la désintegration des éléments radioactifs, ont été utilisés avec succès pour la datation du métamorphisme HP :
(1) uranium-plomb sur zircon (U-Pb),
(2) lutétium-hafnium sur grenat (Lu-Hf) et
(3) samarium-néodyme sur grenat (Sm-Nd).
Enfin, l'interprétation de ces âges à la lumière de leur contexte pétrographique, ainsi que l'analyse des éléments traces dans les minéraux datés, permet de déterminer le chemin P-T-t . L'approche multiméthodes est donc un excellent moyen d'attribuer des âges à des stades métamorphiques spécifiques afin d'accéder à des taux d'enfouissement ou d'exhumation, d'évaluer la précision géologique de chaque chronomètre et d'éviter de mal interpréter des âges géologiquement dénuées de sens.

La ceinture varisque européenne du Paléozoïque tardif - l'ère Primaire ou Paléozoïque a duré 300 Ma (de 545 à 245 Ma) - contient des roches qui présentent un tel défi : les modèles géodynamiques disponibles impliquent deux ou plusieurs domaines océaniques subductées, selon l'interprétation des résultats géochronologiques obtenus sur les roches métamorphiques HP.

Les éclogites de la région de Najac, dans le sud-ouest du Massif central français, sont considérées comme étant liées à une suture océanique. Cependant, les méthodes utilisées pour estimer leurs conditions P-T sont maintenant jugées peu fiables et les éclogites n'ont jamais été datées. Dans le travail effectué à Géosciences Rennes en collaboration avec le laboratoire de géochronologie de l’Académie des Sciences de Pologne, à Cracovie, les conditions P-T métamorphiques sont réévaluées par une analyse pétrographique et une modélisation numérique des équilibres de phase. L'âge et la durée du métamorphisme HP sont étudiés à l'aide de plusieurs outils géochronologiques indépendants et complémentaires - Lu-Hf et Sm-Nd sur les grenats, et U-Pb sur le zircon et l'apatite - couplés à des analyses d'éléments traces sur les minéraux datés.

Sur la base d'une étude utilisant plusieurs méthodes géochronologiques et la modélisation thermodynamique, les auteurs de l’article montrent que les éclogites de Najac ont atteint 560-630 °C à 15-20 kbar (55-75 km de profondeur) et que la partie prograde (celle lors de laquelle la pression et la température augmentent) de l'événement métamorphique haute pression a duré 6,1 Ma (± 4,3 Ma) à partir de 382,8 Ma (± 1 Ma) et a culminé à 376,7 Ma (± 3,3 Ma). L'exhumation ultérieure est limitée par la datation de l'apatite à 369 Ma (± 13 Ma).

Ce travail est la première étude de l'événement haute pression dans le Massif Central français utilisant une approche pétrochronologique (s’efforçant à ancrer la (re)rcistallisation des minéraux datés dans l’évolution des conditions pression-température) : la datation des grenats qui a été utilisée semble fondamentale pour obtenir des informations temporelles sur l'histoire de la roche.

En effet, la datation au zircon seule aurait conduit à une incertitude significative sur la signification des datations obtenues, compte tenu de la diversité des spectres de terres rares. L’étude souligne que dans les roches subductées l'approche géochronologique multiméthodes est mieux adaptée pour démêler leur histoire métamorphique complexe.



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Schéma P-T-t illustre la croissance des minéraux datés :
•    Bleu : zircon (U-Pb)
•    rouge et violet : respectivement le noyau des grenats (Lu-Hf) et le bord (Sm-Nd)
•    orange : apatite (U-Pb)
Les différents stades de croissance des zircons, avant et pendant le début du métamorphisme du faciès éclogitique sont représentés. La croissance du noyau des grenats, enregistrée par l'âge Lu-Hf de 382,8 Ma (± 1,0 Ma), marque les premiers stades du faciès éclogitique. L'âge Sm-Nd de 376,7 Ma (± 3,3 Ma) correspond à la cristallisation du bord et du pic HP. L'apatite, cristallisant dans les fractures des grenats, contraint l'exhumation à 369 Ma (± 13 Ma).



Référence
Caroline Lotout, Pavel Pitra, Marc Poujol, Robert Anczkiewicz, Jean Van Den Driessche. Timing and duration of Variscan high-pressure metamorphism in the French Massif Central: A multimethod geochronological study from the Najac Massif. Lithos, Volumes 308–309, 2018, Pages 381-394


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Pavel Pitra (Géosciences Rennes) / @
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Landsat met en évidence trente ans de développement des petits réservoirs d'eau dans le sud de l'Amazonie



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Quels liens entre développement agricole, déforestation et gestion de la ressource en eau ?

Associer la déforestation de l’Amazonie au développement de l’agriculture est une idée couramment admise. Cependant, les pratiques ont évolué rapidement ces dernières années : on assiste désormais, notamment dans le sud de l'Amazonie, à un découplage récent de la production agricole et de la déforestation. Celui-ci a été rendu possible grâce (1) à l'adoption de pratiques agricoles intensives, grâce à l'irrigation, et (2) à la diversification des activités économiques, du fait du développement soutenu de la pisciculture. Alors que ce nouveau modèle agricole a donné des résultats positifs pour contenir la déforestation, il implique dans le même temps des pressions nouvelles sur l'environnement, et en particulier sur la ressource en eau. Ainsi, de nombreux petits réservoirs d'eau artificiels ont été construits avec des utilisations différentes : pour l'irrigation des cultures, la production d'énergie, la pisciculture ou l'abreuvement du bétail.

Dans un article paru dans ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing en mars 2018, une équipe franco-brésilienne dans laquelle on retrouve Damien Arvor, Felipe R.G. Daher, Simon Dufour, Anne-Julia Rollet (LETG-Rennes / OSUR, université Rennes 2) présente une méthode originale pour cartographier automatiquement les petits plans d'eau à partir de séries chronologiques d'images satellitaires Landsat. La méthode a été testée dans la municipalité de Sorriso (État du Mato Grosso, Brésil). Les résultats statistiques ont validé l'efficacité de la méthodologie, bien que la résolution spatiale des images Landsat ait limité la détection de réservoirs très petits et linéaires. A Sorriso, on estime ainsi qu’entre 1985 et 2015, la superficie cumulée a plus que décuplé (de 153 à 1707 ha) et le nombre de petits réservoirs d'eau a quintuplé (86 à 522). Au-delà des aspects purement méthodologiques, les auteurs discutent également des nombreuses implications socio-environnementales soulevées par les impacts cumulés de ces petits réservoirs en pleine prolifération. Ils estiment ainsi que des approches intégrées sur l'ensemble du paysage sont nécessaires pour évaluer la façon dont les hydrosystèmes anthropisés peuvent contrecarrer ou au contraire exacerber les impacts socio-environnementaux de la déforestation et de l'agriculture intensive.

 

Sorriso, Etat du Mato Grosso, dans le sud de l’Amazonie

La zone d'étude est située dans l'état brésilien du Mato Grosso, au sud de l'Amazonie (Fig. 1). Cette région est depuis longtemps étudiée en raison des changements dramatiques dans l'utilisation des terres qui s'y sont produits depuis les années 1970, lorsque le gouvernement fédéral a décidé de soutenir le développement d'une agriculture extensive axée sur les produits de base. De fait, l'expansion de l'agriculture dans le Mato Grosso a eu de graves répercussions sur l'environnement, en particulier sur la déforestation. Conscient du problème, l’Etat fédéral brésilien a, dès le début des années 2000, lancé un vaste mouvement d'intensification et de diversification de l'agriculture dans le but d'accroître la productivité (i.e. avec de l’intensif plutôt que de l’extensif), de limiter la vulnérabilité économique à la monoculture (i.e. avec de la diversification dans la production), afin de contenir la déforestation. Cette politique a atteint ses objectifs : la déforestation a diminué rapidement après 2005, tandis que la production agricole continuait d'augmenter.

Ainsi, l'état du Mato Grosso est devenu le leader national dans la production de soja, de maïs et de coton et le troisième dans la production de poisson (le leader national étant l'état de Rondônia, également dans le sud de l'Amazonie).  

Dans le Mato Grosso, la municipalité de Sorriso est un bon exemple pour illustrer cette mutation ultra rapide. Sorriso a été fondée en 1986 (!) et couvre une superficie de 9329 km2 située le long de la route transamazonienne Cuiabá - Santarém (Fig. 1). Sorriso est connu comme étant le principal producteur de soja et de maïs à l'échelle nationale et, depuis quelques années, la pisciculture est également en plein essor en raison de la facilité d'accès aux crédits. Sorriso est classée quatrième au niveau national avec une production totale de poissons de 10679 tonnes par an.

Agriculture intensive, pisciculture : on comprend donc aisément les enjeux autour de l’accès et de la gestion de la ressource en eau.

 

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Fig.1 : zone d'étude située dans l'état brésilien du Mato Grosso, au sud de l'Amazonie

 

Données et méthodologie pour la classification des masses d'eau

Les séries temporelles de données Landsat sur la municipalité de Sorriso (4 scènes Landsat sont nécessaires) sont suffisamment longues, denses et régulières pour se prêter à une analyse robuste.

Une fois les données acquises (étape 0), la méthode de traitement des images s'est faite en cinq étapes principales de traitement (Fig. 2) :

(1) les données ont été pré-classées,

(2) deux indices ont été calculés pour chaque scène-année sur la base de l'analyse des séries temporelles,

(3) les indices ont été mosaïqués sur toute la zone,

(4) des masques d'eau annuels ont été produits,

(5) des règles de transition interannuelles ont été appliquées

(6) enfin, la méthode comprend une étape de validation pour évaluer l'exactitude des cartes produites.

 

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Fig.2 : les six étapes principales de traitement des images

 

Trente années de développement de réservoirs d'eau artificielle retracées

Une série chronologique de pré-classifications LSC (Landsat Spectral Classifier) est illustrée ci-dessous (Fig. 3) et montre la capacité du LSC à classer automatiquement les pixels d'eau.

 
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Fig.3 : série chronologique de pré-classifications LSC (Landsat Spectral Classifier)

 

Ces pré-classifications ont été analysées pour calculer les indices NumObs et NumWater pour chaque scène-année, qui ont ensuite été mosaïqués annuellement sur l'ensemble de la zone d'étude. Dans l'exemple de la Fig. 4, il est apparu que

(1) tous les pixels de l'image mosaïque ont été observés entre 7 et 18 fois en 2015

(2) un pixel a été classé en eau 16 fois au maximum.


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Fig.4 indices NumObs et NumWater calculés pour chaque scène-année
 

D'un point de vue statistique, les résultats ont validé le potentiel de la méthodologie pour détecter automatiquement et efficacement les réservoirs d'eau dans la zone d'étude : La précision globale indique que 87% des points de validation (répartis en 2 classes : eau et non-eau) ont été bien classés.

La production des masques d’eau annuels a permis notamment de suivre l'expansion rapide des masses d'eau à Sorriso au cours des trente dernières années. A titre d'exemple, la Fig. 5 présente deux zones de Sorriso qui illustrent deux cas différents de développement. Dans le premier cas (Fig. 5, à gauche), le développement des surfaces d'eau résulte de la multiplication des petits barrages agricoles de 1 en 1990 à quatre en 2015. Dans le second cas (Fig. 5, à droite), elle résulte des phases successives d'expansion d'un barrage agricole entre 1990 et 2015.

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Fig. 5 présente les deux zones correspondant à deux cas différents de développement à Sorriso

Pour donner des ordres de grandeur (de surface), à l'échelle de la commune de Sorriso, la superficie cumulée est passée de 153 hectares (valeur moyenne entre les estimations basses et hautes) en 1985, à 1707 hectares en 2015, soit la superficie d'une exploitation de taille moyenne dans la région (Fig. 6, en haut). La superficie cumulée a ainsi plus que décuplée en trente ans. Les résultats ont montré une prolifération particulièrement rapide après 2000, correspondant à la période d'intensification agricole dans la région, qui reposait en partie sur l'irrigation, et qui nécessitait par conséquent un accès accru aux ressources en eau.

Le nombre de plans d'eau a également augmenté rapidement au cours de la période d'étude, passant de 86 à 522 (valeurs moyennes de 1985 et 2015) (Fig. 6, en bas). Bien que ces chiffres doivent être examinés attentivement (du fait par exemple de la forte fragmentation et de l’inclusion de quelques plans d'eau naturels dans le dénombrement final), ces résultats mettent en évidence des tendances intéressantes.


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Fig. 6 superficie d'une exploitation de taille moyenne dans la région (Fig. 6, en haut) et augmentation du nombre de plans d'eau
 

Le nombre de masses d'eau a augmenté rapidement (50%, de 347 à 522, valeurs moyennes) entre 2010 et 2015 alors que la superficie cumulée n'a augmenté que modérément (14%, de 1494 à 1707 ha, valeurs moyennes). Cela signifie que les nombreux plans d'eau créés au cours de cette période étaient assez petits. Cette augmentation révèlerait donc des tendances quant au développement récent de nombreux petits barrages excavés dédiés à la pisciculture, qui n'ont pas pu être délimités avec précision à l'échelle Landsat, mais dont la détection peut servir d'indicateur pour observer le processus de diversification agricole dans le sud de l'Amazonie.

 

Les implications socio-environnementales

Contrairement aux impacts des grands barrages hydroélectriques, les effets cumulés des petits réservoirs d'eau artificielle sont largement sous-étudiés à ce jour, en particulier en Amazonie. La diversité dans leurs caractéristiques (distribution, taille, gestion, origine de l'eau, etc.) représente donc un énorme défi pour les scientifiques. Pourtant, ces micro-barrages soulèvent d'importantes questions socio-environnementales qui suscitent actuellement l'intérêt de la communauté scientifique et de la société civile. En Europe, par exemple, la directive-cadre sur l'eau (de 2000) a conduit à la suppression des barrages au fil de l'eau en dépit d'une demande encore élevée pour la création de nouveaux réservoirs à des fins agricoles.

Bien que la littérature scientifique sur le sujet soit encore limitée, des questions émergentes méritent d'être discutées dans le contexte spécifique du bassin amazonien.

 

Implications hydrologiques

Bien que les réservoirs d'eau soient généralement petits, leur multiplication peut affecter le débit des cours d'eau (et la vie aquatique) car l'eau captée est souvent utilisée pour l'irrigation et ne contribue donc plus au débit des cours d'eau. En outre, l'eau stockée peut s'évaporer ou s'infiltrer, ce qui entraîne une perte d'eau pour le réseau fluvial (en fonction du contexte climatique et des conditions géologiques locales). La stagnation de l'eau et le pelliculage dans les bassins de retenue modifient également les variations thermiques de l'eau des cours d'eau en raison des différences de température entre l'entrée et la sortie. Ces changements thermiques, associés au passage d'un système lotique (avec une « eau courante ») à un système lentique (avec un renouvellement lent), modifient la teneur en oxygène de l'eau. De plus, les réservoirs sont généralement des puits de nutriments et de polluants à l'échelle du bassin hydrographique et peuvent donc être affectés par l'eutrophisation. En aval des barrages, l'ensemble du système d'eau douce est également modifié en raison de changements hydrologiques et sédimentologiques qui peuvent affecter de façon significative la morphologie et les habitats de la rivière.

 

Implications écologiques

La biodiversité est affectée par la modification et la fragmentation hydrologique et morphologique des systèmes d'eau douce. Les barrages fluviaux peuvent représenter des obstacles à la migration des espèces en limitant leur mobilité, par les changements d'habitat, par la perturbation des régimes d’eau, et par la modification de la qualité de l'eau.

 

Implications climatiques

On sait que les réservoirs d'eau produisent beaucoup de gaz à effet de serre. Les forêts inondées – c’est le cas par exemple des varzeas, la partie de la forêt amazonienne qui est inondée de façon saisonnière en période de crue - ont été identifiées comme sources d'émissions de gaz à effet de serre en Amazonie. Ils sont particulièrement responsables de la libération de méthane dans l'atmosphère, dont le potentiel de réchauffement planétaire est 21 fois supérieur à celui du CO2. Ensuite, bien que les émissions des petits réservoirs d'eau soient encore limitées par rapport à d'autres sources anthropiques (par exemple, la déforestation), les auteurs de l’article défendent l’idée que leur impact supplémentaire est non-négligeable et devrait être pris en compte dans l'estimation des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

En plus de leurs impacts sur le changement climatique, le développement de barrages au fil de l'eau peut également empêcher les communautés de s'adapter au changement climatique. Dans le nord de l'Espagne par exemple, les réservoirs ont eu pour effet – paradoxal à première vue - d’augmenter la fréquence et la gravité des sécheresses hydrologiques. Dans le Nord-Est du Brésil, une région semi-aride, des études ont montré comment les sécheresses hydrologiques peuvent se poursuivre bien au-delà des sécheresses météorologiques, à cause précisément d’un réseau dense de réservoirs de stockage d'eau de surface. Or, dans le sud de l'Amazonie, du fait du réchauffement climatique, la saison des pluies devrait se raccourcir et la fréquence des événements climatiques extrêmes devrait augmenter, comme en témoignent les récentes sécheresses. L'évaluation de la façon dont la construction de nombreux barrages peut exacerber (ou atténuer) les impacts d'événements climatiques extrêmes à l'échelle d'un bassin hydrographique, est plus que jamais une problématique scientifique en elle-même.

 

Implications sociales

La qualité de l'eau dans les zones d'agriculture intensive est affectée par l'utilisation importante de produits agrochimiques. Bien que des études récentes menées dans l'état du Mato Grosso aient montré que les concentrations de nitrates et de phosphates ne diffèrent pas entre les bassins versants forestiers et agricoles, la multiplication des barrages agricoles, agissant comme des puits de polluants, peut impacter ce résultat à long terme. Alors qu'il a déjà été démontré que l'utilisation massive de produits agrochimiques affecte la santé humaine au Brésil, des études supplémentaires sont aujourd’hui nécessaires pour évaluer les impacts de l'élevage de poissons dans des réservoirs d'eau potentiellement contaminés.

Pour finir, la construction d'énormes barrages hydroélectriques en Amazonie (par exemple le barrage de Belo Monte dans l'état de Para) a eu des impacts sociaux importants pendant longtemps. L'accès à l'eau étant appelé à devenir une question de plus en plus sensible dans un contexte de changement climatique, la multiplication des petits barrages peut également devenir une source de conflits et doit donc être contrôlée efficacement.

 

Quelques perspectives pour la télédétection

L'analyse des impacts cumulés des petits barrages est une tâche difficile qui implique d'adopter une perspective multisectorielle. A cet égard, depuis 2010, des études ont mis en évidence la nécessité d'une approche intégrée et globale des paysages tropicaux pour atteindre de multiples objectifs : par exemple la préservation de l'environnement, l'atténuation du climat, la production alimentaire.

En Amazonie, les impacts des petits barrages ne peuvent être dissociés de la déforestation, qui reste la principale menace pour l'environnement. De ce point de vue, la construction de barrages au fil de l'eau bien planifiée peut aider à réguler le réseau hydrologique. Dans la même optique, le Brésil prévoit des aides aux agriculteurs pour les encourager à reboiser les berges dégradées, avec un objectif à long terme pour restaurer les corridors écologiques, limiter l'érosion du sol, et enfin préserver la qualité de l'eau au niveau du paysage et du bassin versant.

Comment les hydrosystèmes anthropisés peuvent contrecarrer ou au contraire exacerber à la fois

(1) les impacts socio-environnementaux de la déforestation et de l'agriculture intensive

(2) et les efforts pour contrôler ces impacts

reste donc une question ouverte.

 

A cet égard, l'utilisation des données de télédétection est essentielle pour apporter des observations pertinentes à la communauté scientifique (hydrologues, écologistes, etc.). La méthode automatique proposée par les chercheurs du LETG-Rennes et leurs collègues brésiliens est un premier pas dans cette direction qui devra maintenant être poursuivie par une analyse plus fine au niveau régional et du bassin versant.

 


Référence

Damien Arvor, Felipe R.G. Daher, Dominique Briand, Simon Dufour, Anne-Julia Rollet, Margareth Simões, Rodrigo P.D. Ferraz. Monitoring thirty years of small water reservoirs proliferation in the southern Brazilian Amazon with Landsat time series. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2018



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Damien Arvor (LETG-Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / @


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