Ecologie et restauration de la Petite massette (Typha minima Hoppe)

par Nadège Popoff

Thèse de doctorat en Modèles, méthodes et algorithmes en biologie, santé et environnement

Sous la direction de André Evette.

Le président du jury était Anne Sara Puijalon.

Le jury était composé de André Evette, Alexia Stokes, Eric Tabacchi.

Les rapporteurs étaient Dov Corenblit, Thierry Dutoit.


  • Résumé

    La dynamique de la végétation riveraine est étroitement liée aux régimes de perturbation du cours d’eau, notamment les crues, ainsi qu’aux processus physiques et biologiques qui en découlent. L’impact des activités humaines sur les rivières comme l’endiguement, la chenalisation ou l’exploitation hydroélectrique et sédimentaire, a fortement modifié ces régimes. Cela se traduit, entre autre, par une stabilisation du milieu et une régression des stades pionniers de l’habitat riverain due au manque de rajeunissement de celui-ci par les crues. A l’échelle de l’arc alpin, Typha minima Hoppe (la petite massette) est une espèce herbacée clonale qui colonise les habitats pionniers des cours d’eau de piémont. Cette espèce a vu ses populations fortement décroître au cours du siècle dernier, lui valant le statut d’espèce protégée dans plusieurs pays européens. En France, de nombreuses menaces pesant sur cette espèce persistent tel que la chenalisation, la modification du régime de crue et la destruction de son habitat par des travaux menés dans le lit et sur les berges des cours d’eau. C’est notamment le cas des travaux menés depuis 2004 par le Symbhi (Syndicat Mixte des Bassins Hydrauliques de l'Isère) dans le cadre du projet « Isère Amont » qui ont impacté des stations de T. minima sur l’Isère. Des mesures de compensations en ont résulté et ont accompagné la mise en place d’un projet de restauration de l’espèce dans la zone d’emprise des travaux.L’objectif de ce travail de thèse est de produire des connaissances sur la niche écologique et la dynamique spatiotemporelle d’une espèce clonale colonisant le stade pionnier de l’habitat riverain : la petite massette (Typha minima Hoppe), afin de servir de base théorique aux futurs projets de conservation et de restauration. Pour ce faire, la problématique suivante a été formulée : Quelles sont les variables environnementales et les processus écologiques qui affectent la dynamique spatio-temporelle de T. minima et en quoi ces connaissances peuvent-elles être appliquées à sa restauration et sa conservation?i) La première étape est de déterminer quels sont les facteurs biotiques et abiotiques liés aux processus sédimentaires et de succession écologique qui affectent la dynamique locale des taches de T. minima. Les résultats montrent que la progression des taches de T. minima est liée au caractère pionnier des bancs (sédiments fins, faible altitude et couvert végétal). Le maintien et la régression des taches sont au contraire liés à la maturité de l’habitat, induits par un processus de succession écologique plus avancé, avec un développement de la végétation et une amplification du phénomène d’accrétion.ii) Dans une seconde partie nous avons testé les effets de la compétition interspécifique avec des saules (Salix alba) et de l’ensevelissement par les sédiments sur la compétitivité et l’investissement dans la reproduction de T. minima. Bien que souvent mentionnée comme la principale cause de régression de l’espèce, la compétition interspécifique avec les saules n’affecte que peu T. minima alors que l’effet de l’ensevelissement par les sédiments est important.iii) Enfin, dans le but d’améliorer les protocoles de restauration de T. minima, plusieurs expérimentations visant à tester l’effet de différentes biomasses initiales transplantées, hauteurs par rapport à l’eau, types de berge, formes des placettes et associations avec d’autres espèces pionnières ont été réalisées entre 2013 et 2016. Les résultats montrent que transplanter T. minima avec une biomasse initiale importante sous forme de placette linéaire parallèle au cours d’eau à des hauteurs comprises entre +1.00m et +1.55m est optimal.Ces travaux caractérisent d’une part les facteurs environnementaux et les processus en jeu dans la dynamique de T. minima et d’autre part, optimisent les protocoles de restauration, contribuant ainsi à alimenter les futurs projets de restauration et de conservation de l’espèce.

  • Titre traduit

    Ecology and restoration of the Dwarf bulrush (Typha minima Hoppe)


  • Résumé

    Riparian vegetation dynamics are linked to river disturbance regimes including floods as well as physical and biological processes. Human activities such as containment, channelization, hydroelectric dams and gravel extraction have modified this regime. The main consequences are the stabilization of environmental parameters and the regression of pioneer stage driven by a lack of habitat rejuvenation by floods. In the Alps, Typha minima Hoppe (dwarf bulrush) is a clonal herbaceous plant species that colonizes pioneer stage habitat of piedmont rivers. It is a threatened species in the Alps because of the drastic decrease of its population during the last century. In France, the river channelization, the modification of flood regime and the works inside riverbed and banks still threaten relict populations. The Symbhi (Syndicat Mixte des Bassins Hydrauliques de l’Isère) initiated river works in 2004 through the “Isère Amont” project, impacted T. minima populations along the Isère and was mandated to set up a restoration project.The main thesis objective is to produce knowledge about the ecological niche and spatiotemporal dynamics of a clonal plant species (T. minima) that colonizes pioneer riparian habitat. The following question is formulated: What are the environmental variables and ecological processes that affect the spatio-temporal dynamics of T. minima, and how could this knowledge be applied to its restoration and conservation?i) The first step was to determine the biotic and abiotic parameters, linked to ecological succession and sediment accretion, involved in T. minima’s local patch dynamic. The results showed that local patch progression is linked to pioneer bar characteristics (fine sediment, low elevation and low vegetation cover). Patch maintenance and regression are related to more mature bar characteristics, induced by the progress of ecological succession and the accretion process amplification.ii) Second, we experimented ex-situ the effects of interspecific competition and sediment burial on the competitive and reproduction abilities of T. minima. Although considered as the main cause of T. minima regression, we highlighted that interspecific competition with Salix alba L. has lower effect on T. minima than sediment burial.iii) Last, to improve the restoration methods of T. minima we implemented in-situ experiments between 2013 and 2016. The objectives were to test the effects of initial transplanted biomass, transplantation elevation related to the mean water level, bank type, plot form and association with other pioneer species. The results show that transplantation with high or medium initial biomass in linear plots parallel to the water flow between +1.00m and +1.55m optimizes T. minima population restoration.This work, that characterizes the environmental factors, the processes involved in T. minima’s local patch dynamics and that optimize the design of restoration protocols, contribute to improve future pioneer species restoration and conservation projects.


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