Facteurs environnementaux contrôlant les efflorescences à cyanobactéries dans les écosystèmes lacustres : l'étude de Planktothrix rubescens dans le lac du Bourget

par Laura Oberhaus

Thèse de doctorat en Sciences de l'univers et de l'environnement

Sous la direction de Jean-François Humbert et de Daniel Thévenot.

Soutenue en 2007

à Paris 12 .


  • Résumé

    Depuis 1998, la cyanobactérie Planktothrix rubescens produit fréquemment des efflorescences dans le lac du Bourget, malgré la mise en oeuvre d'un programme de restauration de ce lac il y plus de 20 ans. Au travers d'expériences en laboratoire, d'une analyse de données et d'une étude de modélisation mathématique, ce travail de thèse a cherché à identifier les principaux facteurs et processus impliqués dans la prolifération actuelle de la cyanobactérie dans ce lac. Des expériences en laboratoire, évaluant la croissance de P. Rubescens en fonction de la qualité et de la quantité de lumière ainsi que de la température, ont soutenu l’importance des conditions lumineuses et de température dans son succès écologique actuel dans le lac. D’autres expériences, qui visaient à déterminer la prédation potentielle de P. Rubescens par le zooplancton, ont suggéré que les adaptations spécifiques de la cyanobactérie lui permettent de résister aux effets potentiellement négatifs du broutage sur sa croissance. Lorsque les effets des interactions compétitives sur le succès de P. Rubescens dans le lac du Bourget ont été étudiés, il s’est avéré que cette cyanobactérie a la capacité de produire des substances allélopathiques pouvant éventuellement inhiber la croissance d’autres espèces phytoplanctoniques. Une analyse préliminaire des données de terrain a permis de caractériser les cadres météorologique et physique pendant les années où P. Rubescens a fait son apparition dans le lac du Bourget. Enfin, une étude de modélisation a montré l’importance de la régulation de la flottabilité dans le développement et la prolifération de la cyanobactérie et a permis l’intégration des taux de croissance obtenus en laboratoire. En conclusion, il apparaît que P. Rubescens occupe une niche très spécifique, et que son succès dépend probablement dans une large mesure des conditions abiotiques des lacs qu’elle habite. La nécessité d’une analyse approfondie de données de terrain et de plus d’études de modélisation est évoquée.

  • Titre traduit

    Environmental factors controlling cyanobacterial blooms in lakes : the case of Planktothrix rubescens in Lake Bourget (Savoy, France)


  • Résumé

    Since 1998, the cyanobacterium Planktothrix rubescens has bloomed recurrently in the lac du Bourget, despite the restoration of this lake undertaken more than 20 years ago. Through lab experiments, data analysis, and mathematical modeling, this study sought to identify the key factors and processes involved in the current proliferation of this cyanobacterium in the lake. Lab experiments examining the effects of light quality, light quantity, and temperature on the growth of P. Rubescens supported the importance of light and temperature conditions in its current ecological success in the lake. Experiments investigating the potential predation of P. Rubescens by zooplankton showed that the specific adaptations of the cyanobacterium render the negative effects of grazing on its growth negligible. When examining the effects of competitive interactions on the success of P. Rubescens in the lac du Bourget, it was discovered that this cyanobacterium is able to produce allelopathic substances that potentially inhibit the growth of other phytoplankton species. A preliminary analysis of field data allowed the characterization of the meteorological and physical conditions during the years that P. Rubescens made its appearance in the lac du Bourget. Lastly, a modeling study showed the importance of buoyancy regulation in the development and proliferation of the cyanobacterium, and allowed the integration of growth rates obtained in lab experiments. It is concluded that P. Rubescens occupies a very specific niche, and that its success probably depends largely on abiotic conditions in the lakes it occupies. The need for in-depth field data analysis and more modeling studies of its development is evoked.

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  • Annexes : Bibliogr. : 265 réf

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