Développement du géoréférentiel commun Le projet nécessitait la mise en place d'une base S.I.G. ou « géo référentiel » pour collecter et/ou définir l'ensemble des informations nécessaires pour la modélisation des espèces. Cet aspect du travail comprenait trois missions: - la mise en place d'un réseau hydrographique adapté, - le calcul ou l'intégration des descripteurs environnementaux nécessaires aux différentes simulations prévues, soit sur l'ensemble du réseau, soit sur des réseaux plus restreints (cf. volets « données historiques » et « analyse des masses d'eau ») - la mise en place de métadonnées, i.e. une documentation du référentiel, et un inventaire des données géo référencées dont disposaient les participants, susceptibles d'être mobilisées dans le cadre du projet ou d'actions futures. La première partie du rapport se focalise sur la mise en place du réseau de référence. Par commodité de lecture, les travaux spécifiques à des simulations particulières ont été rapportés dans les sections relatives à ces actions. Sensibilité de l'indice Poisson Rivière. Analyse des situations de référence Modélisation des distributions piscicoles Un préalable à la modélisation a consisté en l'analyse des relations entre les moyennes thermiques saisonnières de l'air et de l'eau. L'étude a mis en évidence les spécificités des cours d'eau alpins en liaison avec un régime hydrologique de type nival. 10 espèces piscicoles ont été retenues dans le cadre de la démarche de modélisation. Ce sont : - les espèces caractéristiques des zones amont des cours d'eau (rhytron), soit le chabot (Cottus gobio), la truite (Salmo trutta fario), la loche franche (Barbatula barbatula) et le vairon (Phoxinus phoxinus) - les espèces de cyprinidés rhéophiles fréquentant actuellement des zones plus aval (zone à barbeau), mais susceptibles de coloniser les zones plus amont à la faveur d'un réchauffement des eaux : le barbeau (Barbus barbus), la vandoise (Leuciscus leuciscus), le chevaine (Leuciscus cephalus), le goujon (Gobio gobio) et le hotu (Chondrostoma nasus). - et dans une moindre mesure le gardon (Rutilus rutilus) qui bien que fréquentant des zones encore plus en aval nous a paru intéressant à considérer néanmoins. Les principales étapes du travail ont été la sélection d'un jeu de données appropriées et en particulier de sites de référence (305 sites peu à non perturbés), la calibration des modèles et leur validation. Afin de disposer d'un nombre de données suffisantes pour calibrer les modèles, la France entière est considérée. Nous avons eu recours à des modèles linaires généralisés et 4 variables environnementales ont été considérées : la pente du tronçon (PEN), la largeur mouillée en fin de période d'étiage (LARG), les estimations de la moyenne des températures de l'eau en saisons froide (DJF) et chaude (JJA) durant les cinq années précédant l'échantillonnage piscicole. Les modèles ont été validés sur des jeux de données indépendantes et les probabilités de présence des espèces ont été simulées sur le réseau hydrographique RMC. Approche historique Les modèles actuels utilisés pour définir un indice poisson permettent de prédire la composition de peuplements piscicoles théoriques à partir d'un nombre limité de variables environnementales, et en l'absence de toutes perturbations anthropiques. Ces modèles ont été calibrés en sélectionnant des stations « non ou peu impactées » en regard des critères retenus. L'anthropisation croissante vers l'aval tend vers une meilleure représentativité de situations amont et intermédiaires sur les bassins versants au détriment des sections aval. Par conséquent, une meilleure évaluation de la signification des peuplements piscicoles théoriques issus de ces modèles pourrait être obtenue en comparant les prédictions (probabilités de présence des espèces par tronçon, métriques basées sur les occurrences) et les peuplements historiques. Dans le cadre de la constitution du référentiel biologique des milieux aquatiques, la faune piscicole est historiquement la pièce du puzzle la mieux connue, au moins avant la transformation radicale des hydrosystèmes par les grands aménagements hydroélectriques. L'exploitation des documents historiques permet généralement la constitution de listes d'espèces et de cartes de distribution. Les informations piscicoles provenant des cartes historiques (dites de Léger) ont été confrontées avec les simulations théoriques d'occurrences des espèces obtenues à l'aide des modèles définis préalablement. Pour ce faire, nous avons considéré les conditions thermiques prévalant à l'époque de la collecte de ces données historiques. Les résultats obtenus ont permis: - une comparaison et/ou la validation des modèles construits à partir d'observations récentes en offrant un jeu de données antérieur aux données ayant servi pour leur réalisation, - une meilleure connaissance des potentialités écologiques des cours d'eau du bassin du Rhône français avant leurs modifications par les grands aménagements hydrauliques du XXème siècle, - l'étude des relations associant les peuplements et diverses variables physiques synthétiques définies à large échelle. Homogénéité masses d'eau La Directive Cadre Européenne sur l'Eau 2000/60/CE prévoit la délimitation des milieux hydrographiques des pays membres en unités élémentaires de gestion dites « Masses d'eau ». Le masse d'eau est définie comme étant un « volume d'eau distinct et significatif », par exemple un lac, une rivière ou une portion de rivière. L'annexe II de la directive précise notamment que ces entités doivent correspondre à des unités relativement homogènes en termes de leurs caractéristiques naturelles et des pressions qu'elles subissent. Nous avons testé l'homogénéité naturelle des masses d'eau du bassin rhodanien en termes de peuplements piscicoles à l'aide des simulations réalisées à partir des modèles. Les résultats obtenus permettent (1) de fournir une mesure de la variabilité intra masse d'eau basée sur nos estimations des probabilités d'occurrence des espèces et des paramètres environnementaux qui ont servi à réaliser ces estimations, et (2) d'analyser les contrastes de cette variabilité, notamment en termes des facteurs associées aux masses d'eau particulièrement hétérogènes. Les masses d'eau présentant le plus fort degré d'hétérogénéité ont été identifiées. Influence du réchauffement climatique sur les conditions de référence Les modèles présentés précédemment ont été utilisés pour simuler les implications potentielles du réchauffement sur les distributions des dix espèces étudiées. Pour ce faire, nous avons eu recours aux anomalies thermiques définies par Météo-France. Les distributions potentielles sont présentées pour les 10 espèces selon deux scénarios de réchauffement (+ 0.9°C et +1.8°C correspondant globalement aux conditions attendues dans l'étude Météo-France à 25 ans et 50 ans (modèle ARPEGE). Les distributions simulées sur le réseau sont fournies. État écologique des retenues Définition des conditions de références Une comparaison des caractéristiques environnementales naturelles et anthropiques dont l'impact est connu sur les communautés de poisson, a été menée entre les retenues du bassin RM&C et celles des autres bassins français. Il a ainsi été montré que les retenues du bassin RM&C sont globalement distribuées sur les gradients environnementaux des retenues françaises et qu'il est donc possible d'appréhender les caractéristiques des communautés de poisson en travaillant sur un jeu de données élargi au niveau national. Sur cette base, une sélection de sites non ou peu impactés a été réalisée à partir des critères fixés par la circulaire ministérielle pour la sélection de sites de référence. Les listes d'espèces rencontrées sur ces milieux peu impactés sont discutées pour chacune des classes typologiques. En parallèle, une approche experte des conditions de référence à partir de lacs naturels a été menée. On peut distinguer sur les lacs naturels une succession de trois communautés piscicoles sur un gradient trophique et environnemental. Une proposition préliminaire de définition de communautés piscicole types pour les retenues est fournie, en prenant les mêmes critères environnementaux que pour les lacs et en ajoutant des facteurs de forçage (fréquence et amplitude du marnage, temps de résidence et forme de la cuvette). Les exigences écologiques des espèces sont discutées. Échantillonnage Les techniques mises en ½uvre sur les plans d'eau sont bien plus diversifiées que sur les rivières mais l'échantillonnage de ces milieux est généralement réalisé avec des filets maillants. Les images des peuplements des rivières et des lacs obtenues par échantillonnage sont fortement marquées par les caractéristiques de la méthode utilisée et l'analyse conjointe des peuplements lacs et rivières, où la pêche électrique est le mode dominant d'investigation, nécessite une bonne connaissance des biais induits par chacune des méthodes d'échantillonnage. Les différences éventuelles liées à l'échantillonnage en pêche électrique et aux filets maillants ont été recherchées par analyses de résultats acquis avec ces deux méthodes dans les zones littorales de quatre retenues françaises et en ré-exploitant des données permettant de comparer l'efficacité de ces 2 méthodes de pêche sur des retenues au fil de l'eau du Rhône. En première conclusion, les deux méthodes semblent complémentaires. Les pêches électriques permettent de mieux apprécier le recrutement et sa variabilité interannuelle. Elles autorisent également un meilleur échantillonnage des espèces de petite taille. Les pêches au filet seront mieux à même de renseigner sur les biomasses en place et les stocks de géniteurs des espèces de grande taille. Il est probable que les filets maillants fournissent aussi une meilleure image de la structure trophique du peuplement piscicole. Selon la complexité des rives et la diversité des habitats offerts, l'écart entre les richesses obtenues par les deux méthodes est plus ou moins important. Dans les retenues dont les berges sont peu diversifiés et ou le marnage limite le développement de la végétation aquatique, les écarts sont beaucoup plus faibles que dans les cours d'eau ou dans les plans d'eau avec une zone littorale bien identifiée.