Etude de l'influence des conditions hydrodynamiques en zone estuarienne et péri-estuarienne sur la structure, la répartition et la dynamique des habitats macrobenthiques de substrat meuble au niveau de trois estuaires du pays basque

Study of hydrodynamic conditions effects in estuarine and near-estuarine zones on structure, distribution and dynamic of benthic soft-bottom communities along three Basque estuaries.

• Auteur / Autrice : Clémence Foulquier
• Direction : Frank D’Amico
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 03/02/2020
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mathématiques et de leurs applications (Pau) - Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications [Pau] / LMAP
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Jamet, Xavier de Montaudouin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Jamet, Xavier de Montaudouin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Macrofaune benthique

Mots clés libres

Macrofaune subtidale

Substrat meuble

Variabilité spatio-temporelle

Climat de vagues

Apports estuariens

Espèce exotique

Pays Basque français

Subtidal macrofauna

Soft-bottom

Spatio-temporal variability

Wave climate

Estuarine inputs

Non-indigenous species

French Basque Country

Résumé

Le littoral du pays basque sur sa partie française n’a fait l’objet que de très peu d’études des communautés benthiques qu’il renferme. A l’exception des suivis mis en œuvre dans le cadre de la surveillance DCE des masses d’eau et de quelques études d’impact ponctuelles, les systèmes benthiques apparaissent peu investigués. Par ailleurs, du fait de sa sédentarité, ce compartiment biologique s’avère être un bon indicateur de suivi environnemental, intégrant les variations de l’environnement. L’étude de la macrofaune benthique permet en effet d’obtenir un signal relativement clair, susceptible de détecter une perturbation du système. Néanmoins, afin d’évaluer l’impact écologique d’une perturbation, il est nécessaire de distinguer la variabilité naturelle (intrinsèque au milieu) de celle liées à la perturbation elle-même (activités anthropiques).L’objectif majeur de ce travail de thèse a été l’étude de l’influence des conditions hydrodynamiques sur la structure, la répartition et la dynamique des communautés benthiques de substrat meuble du littoral basque français. Derrière cet objectif académique, cette étude, menée en entreprise, supportait également un profond besoin d’opérationnalité en répondant au déficit de connaissances locales.L’étude s’est appuyée sur un important effort d’échantillonnage. Quatre campagnes de prélèvements (une par saison) ont ainsi été répliquées pendant 2 ans au débouché de 3 estuaires du pays basque français, complétées par une année supplémentaire d’investigations sur l’Adour. Afin d’appréhender l’influence des facteurs abiotiques, les conditions hydrodynamiques ont été simulées à l’aide des modèles opérationnels développés dans le cadre du projet Européen LOREA.Les résultats indiquent une incidence prédominante des conditions hydrodynamiques (vagues et apports des fleuves), contrôlant la dynamique sédimentaire locale, sur la structure et la répartition des communautés benthiques côtières de substrat meuble. D’un point de vue temporel, une relative stabilité a été observée suggérant ainsi une certaine résilience de ces communautés face à une perturbation naturelle de leur milieu.L’exploitation des données biosédimentaires acquises au large de l’Adour, mises au regard du régime hydrologique du fleuve, des vagues et des opérations de clapage du port de Bayonne, confirme ces observations. En effet, bien qu’un effet des immersions puisse être observé, dans ce milieu à fort hydrodynamisme, les matériaux sont rapidement dispersés et la macrofaune récupère vite.Enfin, l’étude a permis de signaler pour la première fois au Sud du Golfe de Gascogne, dans le Pays Basque français, Grandidierella japonica (Stephensen, 1938), espèce d’amphipode de la famille des Aoridae native de la mer du Japon. L’étude préliminaire de son installation locale et des niches écologiques estuariennes impactées proposée dans la cadre ce travail nécessite encore d’être approfondie. Des données complémentaires, biologiques et environnementales, sont en effet nécessaires pour affiner et confirmer les résultats obtenus.

Along the French Basque coast, soft-bottom communities are poorly described. Indeed, except for the monitoring program of water bodies carried out through the WFD and some isolated impact studies, benthic systems appear weakly investigated. However, macrobenthos are known to be an effective indicator to establish the ecological quality of coastal and estuarine waters. Due to their sedentary nature, benthic macrofauna integrates effects of environmental variations and provides a relatively clear signal, susceptible to detect a disturbance on the ecosystem. Nonetheless, to assess disturbance ecological impact, it is necessary to discriminate natural variability (intrinsic to the environment) from that related to anthropogenic activities.The main issue of this PhD is to investigate the hydrodynamic conditions effects on the structure, the distribution and the dynamic of the soft-bottom communities of the French Basque coast. Behind this academic objective, this study conducted in a private company also supported a deep operationality need in improving local knowledges.A substantial sampling effort was carried out during this study. Four biosedimentary field campaigns (one per season) were replicated for two years in the vicinity of the three main French Basque country estuaries, supplemented by another year of investigations at the Adour river mouth. In order to assess the influence of abiotic factors, the hydrodynamic conditions were simulated using the operational models developed in the framework of the European project LOREA.The results show a predominant influence of hydrodynamic conditions (wave and river inputs) controlling local sediment dynamics and thus the structure and distribution of benthic soft-bottom nearshore communities. In terms of temporal variation, a relative stability has been observed suggesting an ecological resilience from natural disturbances.The analysis of the biosedimentary data from the area located in the vicinity of the Adour river mouth in relation to river flow, wave climate and dredge spoil disposal activities of the Bayonne harbour corroborate these observations. Indeed, despite the fact that a dumping impact can be noticed within this high naturally exposed environment, dredged materials are rapidly dispersed and the macrofauna recovers quickly.Finally, through the study of the macrobenthic communities, the non-native amphipod Grandidierella japonica Stephensen, 1938 of the family Aoridae has been reported for the first time in the southern part of the Bay of Biscay, along the French Basque Country. The preliminary study of this species local installation and the estuarine impacted ecological niches still requires improvement. Complementary biological and environmental data are needed to improve and confirm the obtained results.