A l'issue du programme de recherche Thermie-Hydrobiologie 2016-2020, EDF et la R&D se sont engagés à restituer publiquement les résultats de ces études. Jeudi 17 novembre 2022, le colloque de restitution de ce programme s'est tenu à EDF Lab Paris-Saclay.

Comprendre l'influence de l'augmentation de la température de l’eau ​​​​​​​sur les écosystèmes aquatiques

C'est la thématique du programme de recherche Thermie-Hydrobiologie, piloté par la R&D. Ce sujet est un sujet majeur pour EDF depuis longtemps qui, d'ailleurs, s'est engagé en 2020 à restituer publiquement les résultats​​​​​​​ des études menées sur la période 2016-2020.

Cette journée de restitution s’est tenue le jeudi 17 novembre 2022 à EDF Lab Paris-Saclay.
 

Retrouvez toutes les présentations du colloque en replay
​​​​​​​à la fin de cet article.

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Pascal Charles
, Directeur Programmes Production & Ingénierie de la R&D d’EDF, a rappelé que l’effet de la température de l’eau sur les organismes aquatiques est un sujet central des recherches en écologie aquatique depuis les années 1970, en lien notamment avec la définition des seuils réglementaires de température pour les rejets thermiques des centrales nucléaires.
Cette thématique est revenue dans l'actualité lors de la canicule de 2003 et ensuite avec l'accumulation des effets du réchauffement climatique et les prévisions du GIEC. Un programme de recherche Thermie-Hydrobiologie piloté par la R&D d’EDF a été créé à partir de 2008 jusqu’en 2013, puis un nouveau programme a vu le jour entre 2016 et 2020.

 

Anthony Maire, ingénieur-chercheur au Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement (LNHE) à la R&D d'EDF, a énoncé les objectifs de ce programme de recherche Thermie-Hydrobiologie 2016-2020 :
-    Caractériser quantitativement les réponses de l’ensemble des êtres vivants aquatiques d'un milieu donné (biocénoses) à une modification de la température de l’eau.
-    Évaluer la contribution respectivement du changement climatique et des rejets thermiques des centrales nucléaires dans les évolutions biologiques constatées.
-    Fournir de nouveaux éléments scientifiques qui permettront d’alimenter objectivement les réflexions en cas de situation climatique exceptionnelle.
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Découvrez quelques messages clés de cette journée :

Florentina Moatar, Directrice de recherche, et Hanieh Seyedhashemi, Doctorante, à l'INRAE, ont annoncé que les barrages réservoirs découplaient la relation entre la température de l’eau et celle de l’air. Les effets cumulés des retenues de faible profondeur en amont augmentent la température de l’eau estivale et ce réchauffement peut dépasser le réchauffement de la température de l’air.

Sur le bassin versant de la Loire, le réchauffement est plus important pour les grands cours d’eau. Pour les petits cours d’eau, l’ombrage par la végétation située sur les berges peut limiter l’augmentation de la température de l’eau. Les simulations donnent une augmentation certaine de la température de l’eau dans le futur : +0.7 à +2.7 °C en 2050 et +0.5 à +5.0 °C en 2099 ; elles donnent également un signal robuste de diminution des débits, surtout dans le sud du bassin de la Loire.
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Florentina Moatar et Hanieh Seyedhashemi proposent des solutions pour limiter le réchauffement :
-    Atténuation par l’ombrage : en restaurant la végétation des berges des cours d’eau.
-    Apport d’eau froide par les nappes souterraines : identification des résurgences froides par imagerie thermique infrarouge et modélisation couplée de la thermie des eaux de surface et des eaux souterraines.

Anthony Maire et Martin Daufresne, chercheur à l'INRAE, expliquaient que les suivis hydro-écologiques réglementaires des CNPE existent depuis leur construction dans les années 80-90 et qu’ils nous permettent d’étudier comment ont évolué les écosystèmes aquatiques des grands fleuves français ces 3-4 dernières décennies. Ils ont fait plusieurs constats :
-    La température de l’eau des fleuves étudiés a progressivement augmenté, notamment au printemps avec une augmentation moyenne de +0.8°C par décennie
-    Les débits des fleuves ont diminué d’environ 5% du module interannuel par décennie
-    La qualité de l'eau de ces fleuves s'est améliorée, notamment avec une forte réduction de l’eutrophisation
-    Une forte diminution de l’abondance du phytoplancton
-    Des changements profonds dans les stratégies écologiques des espèces d’invertébrés et de poissons, en lien notamment avec le remplacement d’espèces septentrionales à affinité pour les eaux fraiches par des espèces méridionales, thermophiles et historiquement non-présentes sur ces stations.
-    Les réponses écologiques à l’effet thermique ajouté des centrales sont le plus souvent ténues et localisées sur quelques km en aval des rejets
-    Aucune différence significative n’a été observée entre les tendances biologiques observées sur les stations localisées à l’amont des CNPE et celles localisées à l’aval, que ce soit pour le phytoplancton, les invertébrés benthiques ou les poissons.
 

 

En conclusion

-    Il y a une influence de l'augmentation de la température sur le fonctionnement des hydrosystèmes en forte interaction avec les modifications de débit, de qualité d’eau, de connectivité, d'habitats...
-    Les changements globaux sont les principaux déterminants des changements observés dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques
-    Les suivis hydro-écologiques réglementaires des CNPE sont de précieux observatoires de l’évolution des écosystèmes des grandes rivières
-    Pas de différence significative sur les tendances biologiques observées à l’amont et à l'aval des CNPE pour phytoplancton, invertébrés, et poissons
-    Les épisodes caniculaires sont des périodes particulièrement sensibles pour ces écosystèmes, pouvant nécessiter une adaptation de la production couplée à une surveillance renforcée.

Pour la suite... Un nouveau programme de recherche 2023 – 2027 :

​​​​​​-    La poursuite des travaux sur les grandes rivières
-    L'ouverture au milieu marin et aux écosystèmes côtiers
-    L'étude du compartiment microbien des rivières sous changement climatique
-    L'étude de l'effet de l’augmentation de la température combiné à d’autres perturbateurs (dont chimiques)
-    Des travaux de restauration des berges et de la végétation aux abords des rivières pour atténuer les effets du changement climatique
 

Près de 120 personnes étaient présentes pour participer à cette journée de restitution, appartenant à plus de 50 organismes différents dont l'INRAE, le CNRS, AgroParisTech, l'ASN, l'OFB (Office français de la biodiversité), la DREAL Auvergne-Rhône-Alpes, l'Agence de l'eau Rhône-Méditerranée-Corse, la LPO (Ligue de Protection des Oiseaux), la FCEN (Fédération des Conservatoires d'espaces naturels) et de nombreux métiers du groupe EDF.

 

Nos publications scientifiques

Les chercheurs publient leurs résultats dans des revues internationales.
​​​​​​​Depuis 2008, 26 articles publiés, 3 en cours de review et +30 communications à des conférences internationales. Voici quelques exemples :
​​​​​​​​​Direct habitat descriptors improve the understanding of the organization of fish and macroinvertebrate communities across a large catchment - 2022
Metabolic regime shifts and ecosystem state changes are decoupled in a large river - ​​​​​​​2022
Does global change increase the risk of maladaptation of Atlantic salmon migration through joint modifications of river temperature and discharge?​​​​​​​ ​​​​​​​- 2021 ​​​​​​​
​​​​​​​Poleward shift in large-river fish communities detected with a novel meta-analysis framework - 2019
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Anthony Maire, expert du domaine, a publié avec nos partenaires dans la revue Nature Communications.
​​​​​​​>> Décryptage ici ! <<

 

           ​​​​​​​Pour accéder aux présentations en replay, vous pouvez cliquer ICI >>​

​​​​​​​Contenu des différentes présentations en replay :

01 - Introduction par la Direction des programmes d’EDF R&D - Pascal Charles, R&D d'EDF
​​​​​​​02 - Contexte des études en Thermie-Hydrobiologie - Nicolas Péru, EDF DIPDE
03 - Comment modéliser la température des cours d’eau ? - Hanieh Seyedhashemi et Florentina Moatar, INRAE
04 - Structuration spatiale des communautés aquatiques à large échelle - Coline Picard, EDF R&D/INRAE et Mathieu Floury, INRAE
​​​​​​​05 - Tendances d’évolution des fleuves français au cours des quatre dernières décennies - Anthony Maire, R&D d'EDF et Martin Faufresne, INRAE
​​​​​​​06 - Tendances long-terme des communautés d'invertébrés en cours d'eau - Mathieu Floury, INRAE
07 - Comment interpréter les variabilités interannuelles dans les chroniques long-terme - Sophie Cauvy-Fraunié, INRAE
08 - Intervention par la Direction de la DREAL AURA - Estelle Rondreux, DREAL AURA et Fabrice Beignon, EDF DPNT
09 - Projet RivEcoThermS - Pascal Laffaille, ENSAT/Univ. Toulouse et Anthony Maire, R&D d'EDF
10 - Comment prédire les conséquences d’une modification de la thermie sur les macroinvertébrés - Jean-Nicolas Beisel, ENGEES
11 - Trajectométrie en milieux thermiquement et hydrauliquement contrastés - Dominique Lamonica et Hervé Capra, INRAE
12 - Projet OtoMicro - Fabien Morat, Univ. Perpignan et Georges Carrel, INRAE
13 - Désynchronisation du couple débit-température et conséquences pour les migrateurs - Elorri Arevalo, INRAE
14 - Perspectives et construction du nouveau programme Thermie- Hydrobiologie 2023-2027 - Anthony Maire, R&D d'EDF
15 - Conclusion par la Direction Environnement et Prospective d'EDF DPN - Cécile Laugier, EDF DPN

 

Pour tout renseignement complémentaire, vous pouvez contacter Anthony Maire.