Projets soutenus par le Labex DRIIHM

Mon travail de thèse est intitulé « Étude de la sédimentation des casiers Girardon du Rhône: approche historique pour une évaluation des potentialités écologiques et des risques en matière de pollution ». L’objectif principal de ce travail est de comprendre les processus de la sédimentation dans les casiers et d’établir une typologie de l’évolution morphologique. Cela est effectué par une analyse comparative entre quatre tronçons aménagés et mis en débit réservés à différentes périodes, notamment les tronçons de Pierre-Bénite (1966), Péage de Roussillon (1977), Montélimar (1956) et Donzère-Mondragon (1952). Cette étude morphologique permettra d’élaborer une typologie des milieux associés, notamment des forêts riveraines, et d’évaluer leur potentiel écologique.

La thèse porte sur plusieurs étapes successives, notamment un travail rétrospectif sous SIG, suivi par des études de terrain. Les analyses géomatiques sur 300 casiers ont démontré une forte variabilité des patrons planimétriques de l’atterrissement entre les différents tronçons ainsi qu’au sein de chaque tronçon. Les missions de terrain effectuées dans 60 casiers en 2014 en s’appuyant sur les résultats des analyses géomatiques (mesures de l’épaisseur de sédiments fins, prélèvements d’échantillons de sédiment) ont fourni des éléments sur les patrons verticaux de la sédimentation. Des taux de sédimentation différents ont ainsi été identifiés pour les périodes pré- et post-dérivation.

Plusieurs analyses géomatiques concernant les facteurs de contrôle sont en cours. De plus, une première campagne DGPS a été lancée en 2014 pour faciliter une évaluation de la précision des données LiDAR disponibles, pour évaluer la faisabilité d’analyses de la connectivité des casiers à travers les digues. Les résultats sont satisfaisants sur les digues non boisées ainsi qu’en milieux arbustif. Dans les milieux boisés une deuxième campagne est encore nécessaire pour affiner les analyses.

En fonction des résultats des analyses géomatiques et des missions de terrain effectuées en 2014, les objectifs des actions envisagées pour l’année 2015 sont les suivants :

1. Connaître, à l’échelle plus fine, les patrons verticaux de la sédimentation des principaux types morphologiques de casiers pour mieux comprendre l’évolution des dépôts sédimentaires
2. Identifier des potentiels facteurs qui contrôlent les processus de sédimentation et évaluer l’importance des facteurs qui agissent à l’échelle locale
   • Comprendre l’effet de la forêt riveraine sur la sédimentation
   • Comprendre l’effet de la connectivité des casiers au chenal principal (type de connectivité (brèches, seepage, …), fréquence et débit seuil de connexion)

3. Faire le lien entre les patrons de sédimentation et les communautés forestières observées.

L’histoire hydroclimatique du Rhône aval et les récentes inondations catastrophiques du fleuve dans sa basse vallée démontrent la vulnérabilité des territoires de la plaine alluviale face au risque d’inondation.

L’objectif est de proposer une cartographie des interfaces fleuve-territoire, échelle d’analyse privilégiée pour l’étude des interactions homme-milieux, de la basse vallée du Rhône entre Viviers (PK 167) et Beaucaire (PK 268). La combinaison d’une modélisation de l’aléa naturel (fréquence d’inondabilité) et d’une modélisation des enjeux territoriaux (analyse structurelle des réseaux viaires) doit permettre de proposer une typologie du risque d’inondation dans la basse vallée du Rhône à l’échelle de ces interfaces fleuve/territoire.

Riparian zones provide a host of important ecosystem services related to water quality, stream bank integrity, wildlife habitat, and instream inputs of energy and woody debris (Gregory et al., 1991). Because of the combination of abundant resources and frequent disturbance, riparian forests support fast-growing trees that accumulate biomass quickly, both in live and dead pools that include standing trees, roots and soil (Van Pelt et al., 2006; Stella et al., 2012; Matzek et al., 2014). Riparian forests therefore constitute a potentially substantial carbon sink, especially in water-limited regions where grasslands or other non-forest vegetation types predominate. However, because it occupies comparatively little land area compared to forests traditionally exploited for timber, this forest carbon sink has been virtually ignored by foresters and by policymakers, and the impact of river management strategies on its size and dynamics is largely unknown.

In this proposed work, we seek to fill in the knowledge gap between our current understanding of forest dynamics in the Rhône fluvial corridor, and the development of a new paradigm for management of the Rhône that incorporates payment for ecosystem services, by characterizing the carbon stocks of naturally regenerated riparian forests (Gruel, 2014). We profit from our previous riparian forest inventory, undertaken in 2014 with the support of OHM-VR, which was intended to determine how natural forest regeneration was responding to current and historical regime changes. In that inventory of 88 plots (distributed along the four sectors of Pierre-Bénite, Péage de Roussillon, Donzère-Mondragon, and Montélimar), we measured the density and basal area of live and standing dead trees, along with the density and volume of coarse woody debris (Figure 2). Now, we request a small additional investment in fieldwork and data analysis that will allow us to calculate the carbon stocks in our inventory plots, scale the analysis to the whole river from Lyon to the Mediterranean, and provide the impetus for developing an accurate methodology to estimate carbon credits resulting from current and future management actions.

L’objectif de ce projet est de travailler sur la problématique des colloïdes comme vecteurs de contaminants organiques émergents (antibiotiques) dans le cadre précis d’évènements de crue, de chasse ou de restauration écologique (remise en eau) et ce en lien avec les travaux de recherche de l’Observatoire des Sédiments du Rhône.
Les contaminants organiques émergents (comme les antibiotiques) sont des substances organiques pouvant présenter un caractère ionisable. Dans les milieux aquatiques, ce caractère ionisable (présence de charges positive, négative) a pour conséquence de modifier la distribution de ces substances entre la phase aqueuse et la phase particulaire (Almaric et al., 2012). Suivant le pH, une molécule pourra présenter des caractères hydrophiles lorsqu’elle sera chargée à hydrophobes lorsqu’elle sera sous forme neutre. De plus, dans le cadre de travaux de recherche portant sur les mécanismes de sorption de ces composés dans les sols et sédiments, il a été montré que les processus de sorption du sulfamethoxazole, ne sont pas uniquement liés à la teneur en matière organique, mais également fonction de l’état de surface des sédiments (oxyde de Fer) (Brochery, 2013) et de la présence de métaux tels que le Cuivre (Morel et al., 2014). Par conséquent, suivant les conditions du milieu (pH, force ionique, teneur en métaux), ces contaminants organiques émergents pourront alors se retrouver en phase dissoute (< 5 kDa), se sorber à des complexes organiques et/ ou inorganiques, 5 kDa – 0.45 μm (fraction colloïdale) ou se sorber à des particules minérales ou organiques, à des oxydes de Fer (> 0.45 μm) (fraction particulaire). Lors de la remobilisation de sédiments les conditions du milieu peuvent évoluer (force ionique, pH), modifiant ainsi la distribution de ces composés entre les différentes fractions.
Nous allons donc dans ce projet, développer dans un premier temps une méthodologie analytique pour connaître la répartition d’un antibiotique modèle (le sulfamethoxazole) entre les différentes fractions (particulaire, dissoute et colloïdale). Cette méthodologie nous permettra dans un second temps, d’évaluer la redistribution de ce composé lors de la remobilisation de sédiments.

L’OHM vallée du Rhône trouve une partie de ses fondements dans le facteur déclenchant constitué par les inondations de 2002 et de 2003. L’année 2003 est ainsi présentée comme une rupture, semblable à celle qui a procédé de la crue de 1856. Cette rupture socio-environnementale a poussé les acteurs à redéfinir leurs objectifs de gestion et à reconsidérer leurs actions dans une perspective plus intégrée et durable, qui s’est matérialisée par la signature du Plan Rhône en 2007. L’OHM vallée du Rhône ne saurait donc faire l’impasse sur une réflexion approfondie à propos des ruptures qui ont fondé l’organisation contemporaine du corridor rhodanien. Or, depuis plus de trente ans, les sciences humaines et sociales ont pris pour objet d’étude les ruptures ou les discontinuités spatiotemporelles, qui procèdent ou entraînent des crises. Cette focale sur la rupture présente l’intérêt de se fixer sur le basculement : la crise devient un moment d’effervescence, une fenêtre vers des changements.

Cette étude des ruptures socio-environnementales concernant le fleuve Rhône est fondée sur les discours portés par une pluralité d’acteurs. Elle est conçue à différentes échelles de temps et d’espace autour de deux axes.

• Axe 1 – Étude des enjeux médiatisés dans Le Monde (1945-2013)

Ce premier axe a pour objectif d’inventorier et de hiérarchiser les problèmes socio-environnementaux sur l’ensemble du corridor rhodanien de 1945 à 2013. D’autres ruptures que les crues de 2002 et de 2003 peuvent-elles repérées depuis la Seconde Guerre mondiale ? Quels problèmes ont été médiatisés à l’échelle nationale ? Cette périodisation correspond à la création du Monde (le premier numéro paraît en 1944) et au renouvellement du Plan Rhône pour 2013. Parmi les éléments qui semblent structurer les discours de l’après-guerre, l’aménagement hydro-électrique du Rhône tient une place importante, comme en témoigne cette citation : « l’énergie hydroélectrique nous viendra bientôt en aide » (Le Monde, le 28 juillet 1945). De même, les enjeux autour de la navigation ont pu structurer les discussions en termes d’aménagement du Rhône.

• Axe 2 – Analyse de trois ruptures

Trois études de cas sont envisagées afin d’étudier des crises socio-environnementales sur une temporalité plus courte afin de comprendre comment elles sont à même d’infléchir les stratégies de gestion du fleuve.

1. Le barrage de Loyettes autour d’entretiens semi-directifs. Cette première étude de cas a un double objectif. Il s’agit d’abord de rassembler des témoignages de différents acteurs sur le conflit lié à la construction d’un barrage par la Compagnie Nationale du Rhône (CNR) à Loyettes. Il s’agit aussi d’étudier la mémoire de cette controverse : a-t-elle constitué une rupture dans les représentations mais aussi dans la gestion du Rhône ? Si oui, à quelle échelle ? Quelle a été la portée spatiotemporelle de celle controverse ?
2. Les inondations de 2002 et de 2003 avec la comparaison entre presse quotidienne régionale et nationale.
3. Le Plan Rhône dans la Le Progrès, Le Dauphiné Libéré et La Provence en 2013. Le renouvellement du Plan Rhône est-il médiatisé et si oui comme la fin d’un cycle ou comme une nouvelle façon de penser le Rhône et ses aménagements ?

Ces deux axes seront croisés pour étudier comment l’analyse rétrospective (axe 1) sous-entend des analyses synchroniques (axe 2) et comment ces deux démarches de recherche parviennent à s’enrichir mutuellement.