Impact des Aménagements et des Polluants sur les HYdrosystèmes

Responsable : J-P. Bedell

Au sein du LEHNA, les activités de l’équipe " Impacts des Aménagements et des Polluants sur les HYdrosystèmes" (IAPHY) s’inscrivent dans l’étude des effets de l’anthropisation sur les caractéristiques, les propriétés et le fonctionnement des écosystèmes aquatiques. L’équipe est composée de sédimentologues, modélisateurs, ingénieur en environnement, éco-physiologistes et écotoxicologues apportant différentes expertises nécessaires à l’analyse multidisciplinaire de problématiques socio-environnementales, en lien avec les politiques publiques. L’effet des activités anthropiques est évalué au niveau physico-chimique et biologique à différentes échelles, de l’individu à la dynamique des populations jusqu’à l’impacts sur les écosystèmes. Les travaux de recherche sont aussi menés à différentes échelles spatiales et temporelles incluant des analyses au laboratoire ou sur le terrain via des approches descriptives, de modélisation et in fine l’analyse des dynamiques spatio-temporelles. Ainsi, les thématiques de recherche portent aussi bien sur les impacts des aménagements (ville, eaux pluviales, systèmes d’infiltration, barrages…) que les impacts sur des activités humaines actuelles et passées (pollutions, gestion de sites et/ou matrices contaminées ...).

Within LEHNA, the activities of the “Impacts of Development and Pollutants on Hydrosystems” (IAPHY) team focus on studying the effects of anthropization on the characteristics, properties, and functioning of aquatic ecosystems. The team is composed of sedimentologists, modelers, environmental engineers, ecophysiologists, and ecotoxicologists, who bring together the different areas of expertise needed for the multidisciplinary analysis of socio-environmental issues in relation to public policy. The effect of anthropogenic activities is assessed at the physicochemical and biological levels on different scales, from individuals to population dynamics to impacts on ecosystems. Research is also conducted at different spatial and temporal scales, including laboratory and field analyses using descriptive and modeling approaches and, ultimately, the analysis of spatio-temporal dynamics. Thus, research topics cover both the impacts of developments (cities, stormwater, infiltration systems, dams, etc.) and the impacts of current and past human activities (pollution, management of contaminated sites and/or matrices, etc.).

Depuis 25 ans, les activités de l’équipe IAPHY s’inscrivent dans l’étude des effets de l’anthropisation sur les caractéristiques, les propriétés et le fonctionnement des écosystèmes aquatiques.

Notre équipe développe une expertise dans la caractérisation du cheminement des eaux d’infiltration au sein de la zone non saturée (ZNS). Le couplage d’approches géophysiques, hydrologiques, biogéochimiques et leur modélisation nous permet de préciser le fonctionnement hydrodynamique de ces zones de transfert et de mieux appréhender l’influence des organismes sur leur fonctionnement hydro-biogéochimiques. La connaissance des flux hydriques et des solutés véhiculés est cruciale pour comprendre et prédire le devenir de contaminants, des nutriments et de leurs flux associés au sein de la ZNS. Ces processus de transferts sont abordés depuis plusieurs années dans un contexte de gestion des eaux pluviales et de recharge artificielle des eaux souterraines utilisées pour la production d’eau potable. Dans le futur, elles vont être également étendues au contexte de désimperméabilisation des sols urbains, où la restauration de la fonction d’infiltration permettra une re-fonctionnalisation des sols.

Dans les eaux et les sédiments de surface, la dynamique et les trajectoires des polluants est abordée par des approches sédimentologiques qui constituent également un axe de recherche majeur de notre équipe. Elles reposent sur l’identification de zones de sédimentation active, ou des stocks de sédiments, et l’analyse de carottes sédimentaires afin de retracer l’évolution spatiale et temporelle des contaminations provenant des bassins versants, qu’elles soient historiques ou d’intérêt émergent (microplastiques, PFAS). Certains bioindicateurs conservés dans ces carottes (graines et autres macro-restes, ADNe) sont aussi suivi afin de voir l’évolution de la biodiversité et d’évaluer les effets de la restauration des écosystèmes fluviaux. L’équipe étudie également la pollution des cours d’eau et des eaux pluviales en termes de micro-plastiques, polluants organiques et ETMs. Ces différentes évaluations de polluants sont aussi couplées, par le biais de collaborations, à des approches de modélisation des flux d’eau et de particules à l’échelle des rivières aménagés, ou de systèmes de gestion des eaux pluviales. Ces travaux soutiennent les politiques publiques et la prise de décision en matière de pollution et de restauration des cours d’eau. La complexité des aspects cocktails et co-pollution constitue donc un défi majeur pour l’équipe dans les années à venir.

Notre expertise sur la caractérisation physique et chimique des écosystèmes aquatiques permet de déterminer les conditions d’exposition réelles des organismes à des perturbations physiques et/ou chimiques, ce qui constitue une passerelle évidente avec d’autres équipes du laboratoire, notamment celles spécialisées dans l’évaluation des effets d’une perturbation sur les organismes. Ces effets sont principalement étudiés via des processus écologiques assurés par des invertébrés, la faune piscicole ou les communautés microbiennes. L’équipe s’investit également dans la quantification des effets des contaminants sur les organismes et les populations, voire même sur les communautés à plus long terme. Ces effets sont examinés seuls ou en tenant compte de l’influence des facteurs environnementaux sur la réponse des organismes dans le but d’anticiper les effets des changements globaux. Il existe une forte volonté de l’équipe de travailler sur le couplage physico-chimique et biologique afin d’évaluer les effets de contaminants présents dans l’environnement à de faibles concentrations et/ou étudier les effets de polluants en cocktails présents dans les milieux notamment sur des processus sélectifs d’adaptation des populations présentes. Par ailleurs, un challenge important de l’équipe sera de mettre en relation des réponses biologiques observées à différentes échelles, allant de la cellule à la population, afin d’identifier la précocité de certains effets et de développer des outils mobilisables par les gestionnaires de l’environnement pour anticiper la dégradation des milieux.

De par notre appartenance au Ministère de la « Transition Ecologique », l’équipe est depuis toujours engagée dans une volonté importante de soutien aux politiques publiques et de transfert des connaissances vers les praticiens. Dans ce contexte, nous prenons à cœur de combiner nos compétences en matière de caractérisation des habitats et d’évaluation des effets d’une perturbation sur les écosystèmes pour définir des outils et des méthodes essentielles pour une gestion durable des milieux aquatiques. Une question importante de l’équipe sera ainsi d’évaluer si les bioindicateurs utilisés afin d’évaluer la santé des écosystèmes s’avèrent également pertinents pour l’évaluation du succès des Solutions Fondées sur la Nature et des projets de restauration.

l’évaluation du succès des Solutions Fondées sur la Nature et des projets de restauration.