Impacts of light pollution on bat spatiotemporal dynamics in France : implications for outdoor lighting planning

par Clémentine Azam

Thèse de doctorat en Ecologie

Sous la direction de Isabelle Le Viol, Christian Kerbiriou et de Denis Couvet.

Le président du jury était Jane Lecomte.

Le jury était composé de Nathalie Frascaria Lacoste.

Les rapporteurs étaient Raphaël Arlettaz, Luc Barbaro.

  • Titre traduit

    Impacts de la pollution lumineuse et de ses mesures de réductions sur les dynamiques spatiotemporelles des chiroptères en France


  • Résumé

    La pollution lumineuse, induite par l’utilisation massive d’éclairage artificiel la nuit, est un changement global qui affecte une partie importante des écosystèmes terrestres et marins, et qui soulève de nombreuses inquiétudes quant à son influence sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. En effet, la pollution lumineuse induit de nombreux impacts sur les rythmes circadiens et saisonniers des organismes, et affecte leurs mouvements et leurs distributions spatiales. L’accumulation de ces impacts dans le temps et dans l’espace sur les différentes espèces peut ainsi entrainer des perturbations en cascade sur les dynamiques spatiotemporelles des communautés et sur les écosystèmes.Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de caractériser les impacts de l’éclairage artificiel sur les activités de chauves-souris (ordre: chiroptère) à de multiples échelles spatiales afin d’élaborer des mesures de gestion de l’éclairage public qui limitent ses impacts négatifs sur la biodiversité. Nous avons utilisé les chauves-souris comme modèle d’étude car elles sont nocturnes et directement exposées à la pollution lumineuse, et sont considérées comme des espèces bio indicatrices de la réponse des espèces aux pressions anthropiques.Dans un premier temps, nous avons caractérisé l’impact relatif de la pollution lumineuse à l’échelle du paysage par rapport aux autres pressions de changements d’usage des sols en utilisant une base de données nationale de sciences participatives. Nous avons trouvé que la pollution lumineuse avait un impact négatif sur l’activité et la probabilité de présence des espèces de chiroptères les plus communes en France, et que cet impact était significativement plus fort que celui de l’artificialisation des sols, mais moins important que celui de l’agriculture intensive. Ces résultats confirment l’importance de prendre en compte l’éclairage public dans les stratégies d’aménagement du territoire pour restaurer efficacement de l’obscurité dans les paysages anthropisés.Ainsi, nous avons élaboré une expérience in situ pour déterminer si i) restaurer de l’obscurité dans le temps en éteignant les lampadaires pour une partie de la nuit (extinction nocturne), ou ii) limiter l’étendue spatiale de l’éclairage à proximité d’éléments naturels pouvaient être des mesures efficaces pour créer des zones corridors et des zones de refuges obscurs dans les paysages anthropisés. Nos résultats ont montré que les mesures actuelles d’extinction ne limitaient pas efficacement l’impact de l’éclairage sur les espèces de chiroptères sensibles à la lumière. Par contre, nous avons déterminé que les lampadaires devraient être séparés d’au moins 50 m des corridors écologiques, et que l’intrusion de lumière dans la végétation autour des zones éclairées ne devrait pas dépasser 0.1 lux pour permettre l’utilisation de ces espaces par les espèces sensibles à la lumière.En conclusion, cette thèse a mis en lumière l’importance de traiter la question de la pollution lumineuse à de multiples échelles spatiales pour bien caractériser ses impacts sur la biodiversité. Elle a par ailleurs permis de souligner l’importance de la prise en compte de cette pollution dans l’aménagement du territoire, et de proposer des critères écologiques qui pourraient être intégrés dans les futur normes et standards européens pour l’éclairage public.


  • Résumé

    Light pollution induced by the widespread use of nighttime artificial lighting is a global change affecting substantial part of terrestrial and marine ecosystems. As a result, major concerns have been raised about its hidden impacts on biodiversity and ecosystem functioning. Light pollution has major impacts on the circadian and seasonal cycles of organisms, and on their movements and spatial distributions. As a whole, light pollution likely disrupts the spatiotemporal dynamics of biological communities and ecosystems. In this context, the aim of this PhD was to characterize the impacts of nighttime artificial lighting on bat activity (order: chiroptera) at multiple spatial scales in order to propose reduction measures that can effectively limit the adverse impacts of light pollution on biodiversity. We used bats as model species as they are nocturnal and directly exposed to light pollution and they are considered to be good indicators of the response of biodiversity to anthropogenic pressure.We first intended to characterize the extent of effect of light pollution at a landscape scale relative to major land-use pressures that are threatening biodiversity worldwide. Using a French national-scale citizen science database, we found that landscape-scale level of light pollution negatively affected common bat species, and that this effect was significantly stronger than the effect of impervious surfaces but weaker than the effect of intensive agriculture. This highlighted the crucial need to account for outdoor lighting in land-use planning in order to restore darkness in human-inhabited landscapes.Thus, through an in situ experiment, we investigated whether i) restoring darkness in a landscape for a part of the night through part-night lighting schemes, or ii) restraining the spatial extent of lighting at the vicinity of natural elements were effective options to enhance dark ecological corridors in human-inhabited landscapes. We found that part-night lighting schemes were unlikely to effectively mitigate the impacts of artificial lighting on light-sensitive species. However, we revealed that streetlights should be separated from ecological corridors by at least 50 m, and that the light trespass should be lower than 0.1 lux to allow their effective use by light-sensitive species.Overall, this PhD thesis revealed the major importance of addressing light pollution issues at multiple spatial scales to characterize its impacts on biodiversity. It also exposed the crucial importance of integrating outdoor lighting in land-use planning strategies and proposed to implement ecological criteria in future European standards for outdoor lighting.


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