programme définitif de cette journée
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Séminaire interne UMR CNRS-IRD, AMU-UAPV Institut Méditerranéen de Biodiversité et Ecologie Ingénierie Ecologique Mardi 03 décembre 2013 8h30 – 12h30 Salle des Voutes, Pôle 3C Aix-Marseille Université, centre Saint-Charles Communications orales 8h30-9h00 : Accueil des participants 9h00 – 9h20 : L'ingénierie écologique au CNRS-INEE, histoire et bilan du programme Ingécotech. Thierry DUTOIT. Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturels et culturels 9h20 – 9h40 : Ecologie globale et ingénierie écologique : une relation durable. Thierry TATONI, directeur IMBE Equipe Ecologie de la conservation et interactions biotiques 9h40 – 10h00 : Apports de l'ingénierie écologique sur les sites pollués sur des espaces protégés Isabelle LAFFONT-SCHWOB, J. Rabier, V. Masotti, A. Heckenroth, J. Nehmtow, A. Guittonny-Philippe, M.D.Salducci. Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation. 10h – 10h30 : Pause et posters (voir titres et résumés des posters ci-dessous) 10h30 – 10h50 : Bases scientifiques de la restauration écologique des systèmes anthropisés Armin BISCHOFF Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel 10h50 – 11h10 : Restaurer les campos rupestres, pelouses tropicales d’altitude. Elise BUISSON, S. Le Stradic, G.W Fernandes Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel 11h10 – 11h30 : La réserve intégrale de Bagaud : un laboratoire naturel de restauration écologique. Elise KREBS, A. Aboucaya, L. Affre, G. Berger, E. Buisson, L. Brousset, H. De Méringo, J. Gauthier, O. Lorvelec, J.Y. Meunier, P. Ponel, M. Pascal, A. Passetti, E. Vidal. Equipe Ecologie de la conservation et interactions biotiques 11h30 – 11h50 : Identification of priorities areas in the Mediterranean Region for soil management and restoration actions according with 2020 targets Mattia Trabucchi, A. Bondeau, W. Cramer Equipe Macroécologie et Biogéographie des Changements Globaux 12h00 – 13h00 : Discussion générale Posters Comment favoriser la résilience des écosystèmes aquatiques méditerranéens par l’implantation de zones humides artificielles ? Anna GUITTONNY-PHILIPPE, V. Masotti, N. Duvernoy, C. Barthelemy, J. Viglione, I. Laffont-Schwob Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation. Traitement des lisiers de porcs par un système hybride de filtres plantés (zones humides artificielles) Julie NEHMTOW, J. Rabier A. Alary, I. Laffont-Schwob Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation. La biodiversité comme outil de gestion de la pollution au sein du Parc National des Calanques : le cas de la friche industrielle de l'Escalette Alma HECKENROTH, J. Rabier, I. Laffont-Schwob Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation. Les fourmis moissonneuses, outil pour une restauration écologique bio-inspirée Adeline BULOT, E. Provost, M. Renucci, T. Dutoit Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel Réintroductions et renforcements de populations végétales pour la restauration écologique : premier bilan après dix années d’expérimentations dans la plaine de Crau (Bouches-du-Rhône, France) Thierry DUTOIT, R. Jaunatre, E. Buisson, C. Coiffait-Gombault, A. Bulot Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel Renforcement and réintroduction de populations de Coléoptères après réhabilitation écologique d’une steppe méditerranéenne (La Crau, sud-est de la France): de l’utilisation d’espèces représentatives Jean-François ALIGNAN, C. Fournier, J.F. Debras, T. Dutoit Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel Les espèces végétales natives adaptées à l'aridité sont-elles de bonnes candidates pour empêcher la dispersion du fluor sur les sites pollués par les fluorures le long de la côte est de la Tunisie? Asma BOUKHRIS, I. Laffont-Schwob, I. Mezghani, L. El Kadri, P. Prudent, A. Pricop, T. Tatoni, M. Chaieb Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation CIGESMED* or how to integrate combined scientific and amateur large sets of heterogeneous data on coralligenous habitats for the effective evaluation of the "Good Environmental Status" of the Mediterranean Sea ? Romain DAVID, Arvanitidis C., Chenuil A., Çinar M.E., Fremaux A., Sartoretto S., Féral J.P. Axe Gestion de la biodiversité et des espaces naturels Résumés des communications orales L'ingénierie écologique au CNRS-INEE, histoire et bilan du programme Ingécotech. Thierry DUTOIT. Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturels et culturels Les problématiques d’environnement, d’adaptation aux changements globaux et du développement durable sous-tendent des axes stratégiques de la politique de recherche du CNRS. Il a ainsi créé en avril 2007 le Programme Interdisciplinaire de Recherches (PIR) « Ingénierie Ecologique » (Ingéco) pour faciliter l’émergence d’une recherche plus intégrée sur les dimensions technologiques du développement durable. L’ingénierie écologique y est ainsi définie au sens large comme l’application des principes de l’écologie à la gestion de l’environnement. Le PIR Ingeco avait pour objectif général de repérer et de structurer une communauté scientifique capable d’anticiper une nouvelle demande forte de recherche et l’ouverture de nouvelles activités économiques suite à la mise en place d’un contexte législatif et réglementaire porteur en France et en Europe. Quatre appels d’offres successifs entre 2007 et 2011 ont permis, avec la collaboration de l’Irstea, de financer 80 projets de recherche et de soutenir trois réseaux alliant chercheurs et praticiens. Les résultats majeurs de ce programme ont notamment été (1), l’affirmation du centrage de l’ingénierie écologique sur le vivant, comme finalité et surtout comme outil (2), le développement d’une ingénierie écologique opérationnelle par l’adossement des projets de recherche à des opérations concrètes (3), le développement des recherches dans le domaine de la sociologie, de l’économie et de la philosophie (4), une meilleure diffusion des principes de l’écologie et de l’ingénierie écologique dans les milieux de l’ingénierie technique et enfin (5), le renforcement des recherches sur les savoirs locaux afin de valider certaines approches d’ingénierie écologique et de favoriser l’innovation conceptuelle et pratique en ingénierie écologique. Ecologie globale et ingénierie écologique : une relation durable. Thierry TATONI, directeur IMBE Equipe Ecologie de la conservation et interactions biotiques Apports de l'ingénierie écologique sur les sites pollués sur des espaces protégés Isabelle LAFFONT-SCHWOB, J. Rabier, V. Masotti, A. Heckenroth, J. Nehmtow, A. Guittonny-Philippe, M.D.Salducci. Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation De nombreux écosystèmes (agrosystèmes, friches issues de sites post-industriels, milieux naturels…) sont soumis à des pollutions multiples (polluants organiques et inorganiques, composés toxiques d’origine biologique) présentant des risques de transfert pour le réseau trophique nuisant à la pérennité des écosystèmes. Face au problème sociétal de ces nombreux sites pollués notamment par des activités industrielles passées ou présentes, et notamment dans le cas de sites inclus dans des biotopes protégés (Natura 2000, Parc national, etc…) ou ayant un impact sur eux, des solutions écologiques sont à trouver. La phytoremédiation correspond à l’ensemble des procédés qui utilisent les plantes et leurs microorganismes associés pour extraire, contenir, inactiver ou dégrader les contaminants en milieux terrestres ou aquatiques. Cette approche prometteuse permettrait de limiter les perturbations exercées par une pollution sur le fonctionnement et l’intégrité des écosystèmes. Au travers des outils d'ingénierie écologique développés pour la phytoremédiation de ces milieux, des grandes questions scientifiques fondamentales sont à résoudre : - Quels sont les effets cocktails générés par la multi-pollution sur les plantes et leurs symbiotes associés ? - Quel potentiel la végétation native offre-t-elle pour gérer la pollution ? Il y a en effet une connaissance restreinte des espèces végétales méditerranéennes, notamment celles endémiques, dans les processus de phytoremédiation. - Les espèces natives peuvent-elles servir de bioindicateurs de l’état de milieu et de son amélioration ? L'adaptation des techniques d’ingénierie écologique en privilégiant la biodiversité locale a donc un double objectif : i) préserver cette biodiversité locale, souvent menacée, et ii) limiter le transfert des polluants dans le réseau trophique et/ou limiter la toxicité des polluants. Bases scientifiques de la restauration écologique des systèmes anthropisés Armin BISCHOFF Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel Les activités humaines ont entraîné une perte importante de la biodiversité à toutes les échelles. La connaissance croissante de ses conséquences négatives constitue la base pour les démarches qui tendent à (1) stopper cette perte (Convention of Biological Diversity, CBD) et à (2) restaurer, au moins en partie, la diversité antérieure. Ceci s’applique à des écosystèmes naturels mais aussi à des systèmes anthropisés (ou semi-naturels) qui représentent la plus grande part de la biodiversité en Europe. Souvent, les projets de restauration, basés sur une succession spontanée n’ont pas réussi en termes d’une réinstallation des espèces cibles qui sont les indicateurs pour l’état antérieur et ainsi pour le succès des mesures. Nos études ont démontré qu’un manque d’apport des graines et une faible disponibilité des microsites appropriés peuvent limiter l’installation des espèces cibles dans les écosystèmes prairiaux. Une meilleure compréhension des processus clés de la restauration écologique, notamment de la dispersion et du recrutement des plantules, est indispensable pour mieux cibler les actions et pour éviter leur échec. Si les sources de graines sont trop éloignées l’introduction active des végétaux représente une solution potentielle. Cependant l’introduction des populations non-locales peut aussi produire des nouveaux problèmes (changement de la structuration génétique, dépression hybride, perturbation des interactions trophiques, invasions biologiques). Nous avons pu montrer que l’adaptation locale se trouve à petites échelles si les gradients environnementaux sont forts et que les populations les plus proches ne sont pas toujours les mieux adaptées. Donc les bases scientifiques de la restauration écologique ne se limitent pas aux échelles des écosystèmes ou des communautés végétales/animales. Une intégration des approches écologiques, évolutives, voire génétiques à l’échelle des populations peut améliorer nos connaissances sur les mécanismes clés et faciliter la recherche des solutions pour les problèmes souvent rencontrés dans les projets de la restauration écologique. Restaurer les campos rupestres, pelouses tropicales d’altitude. Elise BUISSON, S. Le Stradic, G.W Fernandes Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel La restauration écologique est une discipline en pleine essor, permettant, entre autres, d’appuyer les efforts de conservation. Si de nombreuses les techniques ont déjà été testées en zones tempérées, les expérimentations en écologie de la restauration en zones tropicales, notamment dans des écosystèmes ouverts de type savanes, manquent cruellement. Ce travail a ainsi pour objectif de tester différentes méthodes pour restaurer les campos rupestres, des pelouses néotropicales d’altitude, faisant partie du Cerrado (savane brésilienne), recelant une importante biodiversité. Trois techniques de restauration écologique ont ainsi été testées pour restaurer des zones dégradées par la création de carrières pour la construction d’une route : 1) le transfert de foin, 2) la translocation d’individus et 3) la translocation de plaques sol-végétation. Un an après la mise en place de la première technique, les quelques germinations observées correspondent à des espèces rudérales déjà présentes dans ces zones dégradées ; cette technique n’a donc pas permis l’installation d’espèces cibles en zones dégradées, bien qu’elles soient présentes dans le foin. La deuxième technique a été un échec, puisque seule une espèce, Paspalum erianthum, a survécu, aussi bien en zones dégradées qu’en zones de campos intacts, alors que pour les autres, les dommages causés au niveau des racines lors de la translocation ont probablement limité leur survie. La troisième technique, la translocation de plaques sol-végétation, s’est avérée être la méthode la plus efficace, puisque de nombreuses espèces, dont certaines espèces endémiques, ont pu être réintroduites en zones dégradées. Cependant, en raison de la faible résilience des campos rupestres dans lesquels les plaques de végétation ont été prélevées, cette méthode ne peut être envisagée que pour sauver des habitats dans le cas extrême où la destruction de l'habitat est inévitable. Face à la difficulté de restaurer ces pelouses, leur protection et leur conservation doit être une priorité. La réserve intégrale de Bagaud : un laboratoire naturel de restauration écologique. Elise KREBS, A. Aboucaya, L. Affre, G. Berger, E. Buisson, L. Brousset, H. De Méringo, J. Gauthier, O. Lorvelec, J.Y. Meunier, P. Ponel, M. Pascal, A. Passetti, E. Vidal. Equipe Ecologie de la conservation et interactions biotiques L’île de Bagaud, sur le territoire du Parc national de Port-Cros, abrite de nombreuses espèces patrimoniales : la Romulée de Florent est une plante dont la répartition mondiale est restreinte aux îles d’Hyères et au cap Bénat ; le Phyllodactyle d’Europe, gecko méditerranéen, ne présente plus que des populations relictuelles, en grande partie insulaires. Le Puffin yelkouan, oiseau marin emblématique de méditerranée, n’est présent en France que sur les îles de Marseille et les îles d’Hyères. Cependant, la biodiversité de cette île est menacée par la présence de deux espèces invasives, le Rat noir et les Griffes de sorcière. Ces espèces ont été introduites par l’homme sur de nombreuses îles en Méditerranée et ont des impacts très néfastes sur les espèces indigènes. Afin d’améliorer l’état de conservation de l’île de Bagaud et de permettre aux populations indigènes patrimoniales de s’exprimer pleinement, le Parc national de Port-Cros a initié, en 2010, un programme de restauration écologique, dont l’objectif est d’éliminer le Rat noir et les Griffes de sorcières. Grâce à l’association de partenaires scientifiques, dont l’Institut Méditerranéen d’Ecologie et de Biodiversité, ce programme vise également à acquérir des données originales et appliquées sur la restauration écologique des systèmes insulaires méditerranéens. En effet, les éradications sont associées à un suivi scientifique rigoureux, afin d’obtenir des données précises sur les effets de telles opérations sur la faune et la flore indigènes. Ce lien entre la science et la conservation permettra d’acquérir des compétences spécifiques en matière de gestion et de restauration écologique de ces écosystèmes. Ces savoir-faire seront transmis à travers des opérations de valorisation auprès des scientifiques et gestionnaires afin de servir à d’éventuels autres projets de ce type. Des opérations de communication permettront de faire connaitre au grand public la nécessité de telles opérations pour la préservation de la biodiversité. Le programme est actuellement dans sa troisième phase. La première phase a consisté en un suivi scientifique pré-éradication sur un panel de taxons indigènes : flore, insectes, reptiles et oiseaux. Ces suivis constituent l’état-zéro de l’écosystème. Les éradications du Rat noir et des Griffes de sorcière composent la seconde phase, qui s’est déroulée en 2011 et 2012. La troisième phase a débuté mi-2012. Elle comprend les suivis scientifiques post-éradications et les contrôles de ré-invasion du Rat noir et de la Griffes de sorcière. La comparaison de l’état zéro avec les suivis post-éradication nous permettra d’évaluer les effets des opérations d’éradication sur la faune et la flore indigènes. Les contrôles de ré-invasion consistent à mettre en place des dispositifs permettant d’empêcher le retour des espèces invasives. Cette troisième phase se prolongera jusqu’en 2019, dans le but de récolter des données sur la restauration des communautés végétales et animales sur le long terme mais également de pérenniser le succès des opérations d’éradication. C’est pourquoi les suivis sur les taxons indigènes et les contrôles des espèces invasives sont programmés dans un premier temps tous les ans, puis tous les deux ans. Des résultats encourageants sont déjà observés. Les anciennes stations de Griffes de sorcière sont recolonisées par les espèces indigènes. Des stations de Romulée de Florent et de Lis maritime, proches d’anciennes taches de Griffes de sorcière, se sont étendues depuis que ces dernières ont été arrachées. La population de Puffin yelkouan présente un meilleur succès de reproduction, dû à l’absence de prédation du Rat noir sur les œufs et les poussins. Cependant, l’opération de contrôle de la présence de Rat noir sur l’île a mis en évidence la présence d’un rat, sans doute arrivé par un bateau ayant mouillé à proximité de l’île. Afin de permettre le succès de l’opération d’éradication du Rat noir, la prochaine étape sera la demande d’une interdiction de mouillage autour de l’île. Cette réglementation est primordiale afin de s’assurer qu’aucun autre rat n’arrive sur l’île. La mise en œuvre de ce programme est rendue possible par l’investissement de nombreux partenaires financiers et techniques qui fournissent des moyens humains et matériels : l’Europe à travers les fonds Feder, la Fondation Total, le Conservatoire du Littoral, le Parc national de Port-Cros, l’Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie, les associations Naturoscope, Dream, Reptil'Var et l’Association pour le Domaine du Rayol, l’Initiative pour les Petites îles de Méditerranée. Identification of priorities areas in the Mediterranean Region for soil management and restoration actions according with 2020 targets Mattia Trabucchi, A. Bondeau, W. Cramer Equipe Macroécologie et Biogéographie des Changements Globaux Soils are a non-renewable resource and a key element for the development and long-term sustainability of terrestrial ecosystems and the services they deliver. At global scale soil degradation is a critical and growing problem that let emerge in recent times the concept of soil security. Erosion usually results after long degradation periods that adversely affects C storage which in turn reduced quantity of organic C returned to the soil as plant residues with a result of a decreased primary productivity. Erosion also adversely affects Carbon (C) storage potentially enhancing climate change dynamics as significantly more carbon is stored in the world's soils than in the atmosphere. The Aichi Targets 15 (CBD 2010a) states that: “By 2020, ecosystem resilience and the contribution of biodiversity to carbon stocks has been enhanced, through conservation and restoration, including restoration of at least 15 per cent of degraded ecosystems, thereby contributing to climate change mitigation and adaptation and to combating desertification.” This is especially true in areas already recognized as more sensitive to the possible future changes as it’s the case of the Mediterranean Basin. In this region the phenomenon is more acute and it often reaches catastrophic dimensions, increasing the risk of desertification in the most vulnerable areas. What we are here proposing is to focus, and give a practical example of a first methodological attempt in guide restoration/management prioritization in agricultural and semi-natural land covers, using critical thresholds for SOC and related threats that are key for long term sustainability of Mediterranean ecosystems. Finally every terrestrial restoration project carried in Mediterranean Region should select ecological function or regulation services related with soil as a first initial goal as it is recognized that when investments are made in securing regulating services, provisioning and cultural services also increase. Résumés des posters Comment favoriser la résilience des écosystèmes aquatiques méditerranéens par l’implantation de zones humides artificielles ? Anna GUITTONNY-PHILIPPE, V. Masotti, N. Duvernoy, C. Barthelemy, J. Viglione, I. Laffont-Schwob Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation Les contaminants organiques et métalliques rejetés en aval des bassins versants industrialisés (BVI) peuvent impacter les qualités physico-chimique et biologique de l’eau et altérer les services rendus par les écosystèmes aquatiques. En particulier en milieu méditerranéen, et notamment dans le cas des milieux humides ou cours d’eau temporaires, il est nécessaire de trouver des solutions permettant de maintenir la résilience de ces écosystèmes. A cette fin, la mise en place de zones humides artificielles (ZHA) en aval des BVI, plantées d’espèces natives tolérantes, est une stratégie prometteuse. Cependant, des recherches sont nécessaires concernant la conception de ces systèmes, la sélection des macrophytes et la gestion des BVI, afin de garantir la durabilité de cette approche en contexte méditerranéen. C’est pourquoi nous conduisons un projet de recherche pilote basé sur un marais désigné site Natura 2000, situé au sud de l’Etang de Berre (13). Trois ZHA expérimentales viennent d’y être implantées pour traiter les mélanges de polluants (métaux et métalloïdes et micropolluants organiques) des eaux traitées rejetées par différentes industries. Cette expérimentation pilote est le résultat d’un diagnostic intégré du site (sur les plans chimique, sociologique et écologique), d’une expérimentation en microcosmes menée sur 5 macrophytes autochtones du marais et d’une campagne de sensibilisation des acteurs de ce territoire. Les 2 premières étapes ont permis d’apporter les connaissances pour optimiser et adapter la conception des ZHA (y compris la sélection des espèces) et développer un outil de biosurveillance pour évaluer l’efficacité du système. Les actions de médiation ont de plus été nécessaires afin de garantir l’acceptabilité de notre action de restauration écologique par les usagers et les parties prenantes. Plus largement, notre démarche a pour but d’accompagner l’évolution des interactions entre les hommes et les zones humides vers la durabilité, à travers la résilience des écosystèmes et des communautés d’usagers liés à ces territoires naturels. Traitement des lisiers de porcs par un système hybride de filtres plantés (zones humides artificielles) Julie NEHMTOW, J. Rabier A. Alary, I. Laffont-Schwob Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation Déchets liquides composés des urines et des fèces des porcs, les lisiers sont produits dans les élevages porcins et leur gestion est effectuée, en fonction de la réglementation et de la localisation géographique, soit par épandage soit par acheminement vers une station de traitement. Ces deux options ne proposent pas de réelle alternative économique et environnementale compte tenu de leur coût et de leur maintenance difficile à endosser par l’éleveur seul (traitement), et peuvent contribuer à la production de flux contaminant l’environnement (épandage). L’alternative développée dans le cadre de la thèse est un système de traitement des lisiers de porc par filtres plantés (phytoépuration). Cette technique a pour but de recréer les processus épuratoires qui adviennent en milieux humides naturels. Sa mise en oeuvre passe par la mise en place de milieux humides semi-naturels via l’utilisation de substrat organique ou inorganique, de plantes et de leurs micro-organismes associés pour contenir ou dégrader les polluants véhiculés par l’eau. In fine le système développé aura une faible emprise foncière, les co-produits d'épuration seront valorisables au sein des exploitations porcines (paillage, eau épurée pour l'irrigation, etc.), il présentera de faibles coûts de fonctionnement et sa maintenance sera à la portée des éleveurs. Le lisier de porc est un effluent très chargé, à la composition fluctuante, et qui de plus présente de fortes concentrations en ammonium s’avérant toxique pour les espèces végétales et inhibant les réactions microbiennes nécessaire à l’abattement de l’azote. Il est donc nécessaire d'adapter la technique de phytoépuration par filtres plantés aux caractéristiques particulières du lisier. Cette adaptation passe par (1) l’intégration de prétraitements visant à diminuer les concentrations en ammonium ainsi que (2) par la sélection d'organismes végétaux et microbiens épuratoires tolérants. Dans le but de mettre aux points ces deux aspects, des expérimentations en conditions semi-contrôlées sont en cours. Ces expérimentations comprennent (1) des premiers tests de prétraitement du lisier via l’amendement de matériel microbien et le contrôle de paramètres abiotiques (tel l'oxygénation) et (2) de seconds tests en filtres plantés avec amendement de lisier prétraité. Les réponses des plantes sont étudiées au travers d’un suivi physiologique non-destructif via l’étude des biomarqueurs de stress avec pour but la création et le calibrage d'outils de bioindication et de biométrie. Les capacités épuratoires du système sont estimées grâce à un suivi des effluents en entrée et en sortie du système expérimental. Cette étude se fait au travers de l’analyse de la demande biochimique en oxygène, de la demande chimique en oxygène et de la teneur en matières en suspension des effluents. En outre, les différentes formes de l’azote ainsi que la température, le potentiel redox et la concentration en oxygène seront suivies afin d’explorer et d’optimiser les cycles de dégradation advenant dans ce type de système. La biodiversité comme outil de gestion de la pollution au sein du Parc National des Calanques : le cas de la friche industrielle de l'Escalette Alma HECKENROTH, J. Rabier, I. Laffont-Schwob Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation Les sites de production et de transformation de minerais constituent une source de pollution en éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM) qui, en absence de réhabilitation, persiste dans le temps et l'espace même après l'arrêt des activités. Sur ces sites, la phytoremédiation est considérée comme une alternative intéressante aux techniques de dépollution de sol conventionnelles, ces dernières étant plus coûteuses et lourdes en terme d'impacts sur l'environnement. Sur le littoral marseillais, l'ancien site industriel de l'Escalette est une source de pollution par les ETMM pour l'ensemble des compartiments environnementaux du massif de Marseilleveyre. La particularité de ce site est qu'il est constitué d'une mosaïque de paysages urbains et naturels et s’inscrit dans la zone cœur du Parc National des Calanques. La thèse en cours vise à développer des méthodes de phytostabilisation des ETMM du sol en utilisant des plantes natives dans une démarche adaptée à la situation particulière du site de l’Escalette, alliant gestion de la pollution et réhabilitation écologique des milieux dégradés. Dans un premier temps, des études visant à caractériser la végétation en fonction de la contamination métallique du sol sont en cours sur des zones soumises à une pollution diffuse, afin de sélectionner des plantes à potentiel de phytoremédiation et de mettre au point une méthodologie reproductible à d’autres sites méditerranéens pollués. Des expériences en conditions contrôlées seront ensuite menées pour améliorer la compréhension des mécanismes d’interactions plante-sol-métaux-micro-organismes ainsi que mesurer et optimiser l’efficacité de la phytostabilisation des ETMM. Enfin, des essais de réhabilitation écologique seront réalisés sur le terrain afin d’évaluer les résultats en conditions réelles. Menées en collaboration avec un lycée agricole local, ces expériences de terrain permettront également de mettre en place des outils d’ingénierie écologique adaptés aux contraintes des milieux méditerranéens littoraux pollués. D'une façon plus générale, cette coopération devrait permettre de favoriser le développement de l'utilisation de plantes locales pour les travaux d'ingénierie écologique. Les fourmis moissonneuses, outil pour une restauration écologique bio-inspirée Adeline BULOT, E. Provost, M. Renucci, T. Dutoit Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel L’utilisation d’espèces « ingénieurs des écosystèmes » peut être considérée comme une méthode bio-inspirée du fonctionnement du vivant au niveau de l’organisation des communautés et écosystèmes. Il s’agit d’utiliser les propriétés de ces organismes comme une technique « durable » pour résoudre des problèmes environnementaux liés aux activités humaines. C’est notamment le cas dans la plaine de Crau (Bouches-du-Rhône) où une importante fuite d’un oléoduc (7 août 2009) a eu lieu, déversant 4700 m3 de pétrole et détruisant plus de 5 ha de végétation steppique au cœur d’une Réserve Naturelle nationale. Le sol pollué (5 ha sur 50 cm de profondeur en moyenne) a été excavé et évacué en décharge. Le trou généré a ensuite été comblé par 72 000 tonnes de sol issu d’une carrière proche. Les premiers résultats de cette réhabilitation faisant appel au génie civil montre qu’il est impossible de restaurer à court terme la diversité et la structure spatiale de la végétation acquise pendant 6000 ans d’interactions entre le climat méditerranéen, un sol peu profond et le vivant incluant un pastoralisme multiséculaire transhumant ovin. Une méthode visant à réimplanter des reines fondatrices de fourmis moissonneuses a donc été testée dans le but de favoriser la redistribution des espèces végétales pour reconstituer la structuration spatiale des populations végétales steppiques. L’espèce choisie est Messor barbarus. Celle-ci joue un rôle clé sur l’abondance, la distribution des plantes et sur la structuration des communautés végétales par la récolte, le transport, et la perte de petites quantités de graines. Elles peuvent notamment transporter 63% des espèces de plantes à fleurs de la Crau sur 30m de long. Après un an, nos résultats montrent un bon taux de survie des fondatrices implantées (40%) sur le site réhabilité. Il faudra encore attendre plusieurs années pour mesurer un éventuel effet significatif sur la végétation. Réintroductions et renforcements de populations végétales pour la restauration écologique : premier bilan après dix années d’expérimentations dans la plaine de Crau (Bouches-du-Rhône, France) Thierry DUTOIT, R. Jaunatre, E. Buisson, C. Coiffait-Gombault, A. Bulot Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel Les pelouses sèches et steppes semi-arides méditerranéennes sont caractérisées par une importante biodiversité menacée par les changements d’usages de ces dernières décennies. La plaine de Crau, située dans le Sud-est de la France, est une steppe méditerranéenne n’ayant pas échappée aux modifications d’habitat. Des 45 000 hectares existant au 16ème siècle, il n’en reste ainsi que 11 500 ha. De nombreuses études ont montré la très faible résilience de cette communauté végétale même sur le très long terme (150 ans). Cela souligne la nécessité de conserver les surfaces restantes mais aussi de restaurer les communautés dégradées en réintroduisant ou en renforçant les populations d’espèces végétales caractéristiques de la steppe qui sert alors de référence pour la restauration. Plusieurs expériences de transfert ont ainsi été réalisées depuis le début de ce siècle. En 2002 notamment, la transplantation de deux espèces cibles vivaces (Thymus vulgaris et Brachypodium retusum) dans d'anciens champs cultivés a ainsi montré que leur mise en place n’est un succès que si le pâturage est réduit pendant la phase d’installation (1 an) et si le recouvrement en galets du sol a lui-même été restauré. Le transfert de foin a été, quant-à-lui, testé en 2007 sur une superficie perturbée par la mise en place d’une canalisation enterrée. Cette méthode a permis la restauration d’une composition floristique proche de la communauté de référence, comprenant de nombreuses espèces annuelles cibles, mais sans certaines espèces pérennes caractéristiques. En 2009, une expérience multitraitements a été mise en œuvre pour restaurer la steppe à partir d’un verger intensif abandonné où le transfert de foin et le transfert de sol, combinés ou non avec l'enlèvement de la terre végétale en surface (étrépage) ont été expérimentés. Les meilleurs résultats ont été obtenu lorsque l’habitat (enlèvement de la terre végétale et transfert du sol) est restauré mais aussi, lorsque les espèces cibles ont bien été transférées (transfert de sol, transfert de foin combiné avec l'enlèvement de la terre végétale). Enfin, en 2011, ont été testés des transferts de sol à grande échelle, avec ou sans compactage dans le cadre de la restauration d’une zone dégradée par une fuite d’hydrocarbures où le sol a été excavé. Sur le très court terme, ces transferts de sol ont permis de restaurer une communauté riche composée de nombreuses espèces cibles. Leur combinaison avec la compaction du sol ou de l'enlèvement de terre végétale a également permis une diminution de la couverture parfois trop dense de graminées qui apparaît sur d'autres traitements de restauration. Les résultats obtenus au cours de ces dix années mettent en évidence les difficultés pour restaurer cet habitat unique. Néanmoins, ils donnent un aperçu sur les possibilités d'approcher les communautés cibles, en particulier lorsque le transfert de l'ensemble de la communauté est combinée avec la restauration de conditions abiotiques appropriées. Renforcement and réintroduction de populations de Coléoptères après réhabilitation écologique d’une steppe méditerranéenne (La Crau, sud-est de la France): de l’utilisation d’espèces représentatives Jean-François ALIGNAN, C. Fournier, J.F. Debras, T. Dutoit Equipe Ingénierie de la restauration des patrimoines naturel et culturel Au siècle dernier, les activités anthropiques ont contribué à la perte de 80% de la surface initiale de la steppe de Crau. Parmi ces impacts anthropiques, le verger intensif de Cossure s’est installé au centre de la plaine de Crau en 1987 puis a été abandonné en 2006. En 2009, un projet de réhabilitation écologique a été entrepris. De plus, quatre techniques de restauration écologique (transfert de sol, transfert de foin, semis d’espèces nurses, étrépage de sol) ont été développées afin de restaurer la végétation typique tout en évaluant leur impact sur l’entomofaune associée (Coléoptères et Orthoptères). En 2011, les assemblages de coléoptères identifiés sur les zones restaurées et réhabilitées différaient de ceux retrouvés dans la zone de steppe (écosystème de référence). Quelques individus de certaines espèces typiques de la steppe étaient toutefois retrouvés sur les zones de Cossure. Il apparait que la résilience des assemblages de coléoptères sera très lente. En 2013, l’objectif de notre étude est de renforcer et de réintroduire des individus de deux espèces typiques de la steppe (Asida sericea, Tenebrionidae et Poecilus sericeus, Carabidae). Ces deux espèces sont utilisées en tant qu’espèces représentatives de l’écosystème de référence pour bioindiquer le succès ou non du projet de réhabilitation écologique. Des individus vivants des deux espèces cibles ont été capturés avec des pièges à fosse et ont été doublement marqués. Ensuite, ils ont été transplantés sur trois zones : le transfert de sol, la zone réhabilitée et la steppe. Les individus ont ensuite été recapturés pour évaluer les taux de survie et de capture des deux espèces sur le court terme. Les premiers résultats montrent qu’après quelques semaines de recapture, les taux de survie et de recapture d’A. sericea sont plus élevés dans la steppe que dans les zones de Cossure (transfert de sol et réhabilitée). Le rôle effectif de bioindicateur du succès ou non de la réhabilitation écologique ne sera évalué qu’à moyen et long terme. Les espèces végétales natives adaptées à l'aridité sont-elles de bonnes candidates pour empêcher la dispersion du fluor sur les sites pollués par les fluorures le long de la côte est de la Tunisie? Asma BOUKHRIS, I. Laffont-Schwob, I. Mezghani, L. El Kadri, P. Prudent, A. Pricop, T. Tatoni, M. Chaieb Equipe Ecotechnologies et Bioremédiation Les plantes jouent un rôle important dans la remédiation et la restauration écologique des sols pollués. Dans le Golf de Gabès en Tunisie, une forte pollution fluorée a été détectée dans les sols autour des industries côtières de superphosphates. Une étude préliminaire a été faite dans le but d’évaluer la tolérance des espèces végétales natives buissonnantes à cette pollution. Sur trois sites d'étude (Gabès, Skhira et Smara), la composition des sols en fluor, en éléments traces métalliques et en metalloïdes a été déterminée et le dosage du fluor dans les parties aériennes de dix-huit espèces végétales natives a été effectué. Cette étude met en évidence un gradient de pollution fluorée le long de la côte, avec Gabès étant le site le plus pollué et Smara pouvant être considéré comme un site de référence. En établissant une grille de sélection croisant les capacités d’accumulation du fluor des plantes avec leurs caractéristiques écologiques, trois espèces (Rhanterium suaveolens, Atractylis serratuloides et Erodium glaucophyllum) ont été sélectionnées comme meilleures candidates pour la phytoremédiation de zones polluées du Golf de Gabès. CIGESMED or how to integrate combined scientific and amateur large sets of heterogeneous data on coralligenous habitats for the effective evaluation of the "Good Environmental Status" of the Mediterranean Sea ? Romain DAVID, Arvanitidis C., Chenuil A., Çinar M.E., Fremaux A., Sartoretto S., Féral J.P. Axe Gestion de la biodiversité et des espaces naturels The Mediterranean Sea is hosting almost 10% of the total marine biodiversity in spite of representing less than 1% of the global ocean surface. This regional sea experiences high anthropogenic pressures, such as growing human population density along the coasts, urbanization, (over)harvesting of living and raw resources, extensive maritime traffic, aquaculture, invaders, pollution and eutrophication. Coastal habitats, their species composition and functioning are deeply altered by such increasing pressures. Scientific actors are designated as leaders to create new assessment methods while taking into account the difficulties of financing the necessary long term and large-scale surveys and monitoring schemes. In the European Union, Member States are required to abide Marine Strategy Framework Directive and achieve the “Good Environmental Status” (GES?) in their regional waters by 2020. To attempt this goal there is a need to develop sound knowledge on the least studied habitats, particularly those of special ecological, socio-economic and cultural interest. The main CIGESMED’s objective is to investigate on the links between natural and anthropogenic pressures and ecosystem functioning of typical, complex and not so well known, deep sciaphilous habitats built by calcareous encrusting algae : the so-called coralligenous, under the scope defining and maintaining the GES of the Mediterranean Sea. At the regional scale and at the era of massive data production and cloud computing, one major challenge is to build shared ontologies. Under this scope, providing common data conception and use within different countries and types of participants is also one of the current musts. Ten laboratories from France, Greece and Turkey are participating in the project that will also involve observers from other Mediterranean countries. CIGESMED partners are going to develop and organize a framework using data mapping, indexation and qualification of various data to improve the inter-calibration and the interoperability of methods to evaluate the Mediterranean GES and support policies decisions making. Results and impact of the project will be assessed through the using of open data and shared tools by the relevant stakeholders. CIGESMED is a FP7 EraNet (SeasEra) project. with the contribution of Açik Çinar S., Andral B., Aurelle D., Aysel V., Bakir K., Bellan G., Bellan-Santini D., Bouchoucha M., Celik C., Chatzigeorgiou G., Chatzinikolaou E., Chenesseau S., Dağli E., Dailianis T., Dimitriadis C., D’Iribarne C., Doğan A., Dounas C., Egea E., Emery E., Evcen A., Faulwetter S., Gatti G., Gerovasileiou V., Güçver S.M., Issaris Y., Katağan T., Keklikoglou K., Kirkim F., Koçak F., Koutsoubas D., Marschal C., Önen M., Önen S., Öztürk B., Panayiotidis P., Pavloudi C., Pergent G., Pergent-Martini C., Poursanidis D., Ravel C., Reizopoulou S., Rocher C., Ruiton S., Salomidi M., Sarropoulou E., Selva M., Sini M., Sourbes L., Simboura N., Taşkin E., Vacelet J., Valavanis V., Vasileiadou A., Verlaque M., Zuberer F.
