La production d'hydroélectricité, qui a connu une expansion mondiale au cours des dernières années (Zarfl et al., 2015), génère des perturbations hydro-morphologiques majeures dans les rivières, modifiant une série de composantes physiques et écologiques de l'écosystème (McCartney, 2009). La nature et l'étendue de ces effets sont principalement déterminées par le mode de gestion des centrales hydroélectriques, qui peut modifier différentes composantes de l'écosystème (Kumar et al., 2011). L'éclusée, un type de gestion hydroélectrique très répandu, consiste en une variation (infra)-journalière du débit induit par des lâchers d'eau générés par les centrales hydroélectriques en fonction de la demande d'électricité (Moog, 1993). Les éclusées modifient fortement le régime hydrologique (Gierszewski et al., 2020) et les conditions hydrauliques (Shen & Diplas, 2010) en aval du point de lâcher d'eau.
Les poissons, en particulier les salmonidés, ont été au centre de l'évaluation de l'impact écologique des éclusées , contrairement à d'autres organismes tels que les insectes des cours d'eau jouant un rôle clé dans les réseaux alimentaires (Wallace & Webster, 1996). Le cycle de vie complexe des insectes des cours d'eau comprend plusieurs stades de vie distincts: oeuf, larve, imago (nymphe, subimago pour certains taxons), s'accompagnant souvent d'une transition d'habitat entre les milieux aquatiques et terrestres lors d’une transition entre stades de vies (Lancaster & Downes, 2013). Dans les études antérieures, l'impact des éclusées sur les insectes des cours d'eau a été principalement évalué pour le stade larvaire, ce qui a permis de montrer l'échouage des larves dû aux éclusées (Tonolla et al., 2023), leur dérive (Lauters et al., 1996), des changements de la composition des communautés (Bruno et al., 2009) et de la structure fonctionnelle des métacommunautés (Ruhi et al., 2018).
Bien que cruciaux pour le recrutement des populations (Downes et al., 2021), les stades de vie adulte et oeuf sont étudiés que récemment dans le contexte des rivières régulées (Kennedy et al., 2016; Miller et al., 2020; Ruhi et al., 2018; Wahjudi et al., 2024). La dispersion aérienne des stades adultes est un mode de dispersion important pour les insectes des cours d'eau (Bunn & Hughes, 1997), permettant la connexion entre les populations et la recolonisation des zones perturbées ou restaurées par les femelles prête à pondre (Hughes, 2007). De nombreux insectes des cours d'eau ont un comportement de ponte sélectif et fixent leurs masses d'oeufs sur des substrats organiques et non organiques spécifiques : soit des rochers, des troncs d’arbre ou des macrophytes dans le lit de la rivière (Johannsen, 1935). Dans les rivières à éclusées, la variation artificielle des conditions hydrauliques peut perturber la disponibilité spatio-temporelle des habitats de ponte en les submergeant et empêchant les femelles de pondre (Wahjudi et al., 2024) et assécher les habitats de ponte induisant une mortalité des oeufs par dessiccation (Kennedy et al., 2016; Miller et al., 2020). L'échec potentiel du recrutement dû à cette perturbation peut agir comme un goulot d'étranglement sur la population, en particulier pour les taxons ayant un comportement de ponte très sélectif, dont les masses d'oeufs sont concentrées dans des habitats très spécifiques (Downes et al., 2021; Kennedy et al., 2016). L'étude de ces transitions cruciales du cycle de vie est nécessaire pour améliorer notre compréhension des effets écologiques des éclusées sur la structure et la dynamique des populations d'insectes des cours d'eau et peut nous permettre de proposer de nouveaux indicateurs écologiques fonctionnels pour l'évaluation de l'impact écologique des éclusées et la planification des mesures d'atténuation (Hayes et al., 2023).
Cette thèse porte sur l’effet des variations artificielles du niveau d’eau sur les stades de vie sensibles des éphémères du genre Baetis. Ces dernières ont un comportement de ponte très sélectif en déposant leurs oeufs sur des rochers émergents dans des zones peu profondes à écoulement rapide. Ce comportement les rend vulnérables aux fréquentes fluctuations artificielles du niveau d’eau, qui peut rendre peu disponible, voir absent, leur habitat de ponte et assécher les oeufs causant leur mortalité par dessiccation (Kennedy et al., 2016 ; Miller et al., 2020).

L’axe 1 de cette thèse porte sur l’habitat de ponte sélectionné par les femelles du genre Baetis en contexte de rivière régulée vs non régulée. La question principale est : est-ce que les habitats de pontes sélectionnés par les femelles Baetis diffèrent entre une rivière régulée vs non régulée ?’. Pour répondre à cette question, un travail de terrain a été réalisé en 2022 au sein d’une rivière régulée (L’Ain) et d’une rivière non régulée (La Loue). Ce travail consistait à examiner et à caractériser les substrats minéraux (habitat de ponte potentiel) afin d’identifier et de comparer l’habitat de ponte choisi par les femelles Baetis entre les 2 rivières.

L’axe 2 concerne la réponse des masses d’oeufs de Baetis à l’assèchement causé par les variations artificielles du niveau d’eau. La question principale est : quelle est la durée d’assec minimum engendrant l’absence d’éclosion des oeufs de Baetis? Pour déterminer ce seuil, une expérience en laboratoire a été réalisée en 2023.

L’axe 3 a pour but d’évaluer à l’échelle d’un tronçon de rivière régulée la disponibilité d’habitat de ponte préférentiel (tel que défini dans l’axe 1) pour les femelles Baetis en fonction du débit, et la proportion de ces habitats de ponte mise en assec lors d’une baisse de débit liée à une éclusée. Cette analyse s’est faite en 2024 avec les résultats des simulations des conditions hydrodynamiques de la basse rivière d’Ain (modèle 2D INRAE, EDF - Rubar20).

Références

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