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[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples [Type_IRSTEA]Rapport d'expertise; Comme sur l'ensemble des bassins français, les objectifs de surveillance et d'atteinte du bon état ou du bon potentiel écologique s'appliquent en Guyane. Le seul plan d'eau DCE en Guyane est le lac du barrage hydroélectrique de Petit Saut qui est l'unique masse d'eau « plan d'eau » du district hydrographique. Le suivi environnemental de la retenue est assuré par EDF/HYDRECO et aucun réseau au sens propre de la DCE n'est effectif actuellement sur cette masse d'eau plan d'eau. La qualité écologique de la retenue semble être plus ou moins stabilisée à l'heure actuelle et la retenue a pu être classifiée en tant que MEFM ayant un bon potentiel écologique lors de l'état des lieux réalisé en 2019. Dans ce contexte, EDF s'interroge sur la révision du programme des suivis actuels et de la pertinence des éléments suivis ainsi que des fréquences et méthodes d'échantillonnage. Ce rapport détaille alors le contenu du programme de surveillance pour la retenue de Petit-Saut développé par le pôle R&D ECLA, la DEAL, l'ODE ainsi qu'un groupe d'experts. Il précise la liste des maillons biologiques à suivre, définit les protocoles à mettre en oeuvre et les fréquences d'échantillonnage correspondantes.

Toxicokinetic models (sometimes called biodynamic models) present numerous advantages for studying the bioaccumulation of chemicals; their use paves the way of predictive applications. Nevertheless, implementing such models for organic contaminants entailed to unlock several limitations, such as estimating biotransformation rates and metabolites' fate. Another current limitation of toxicokinetic models lies in the assessment of uncertainty related to toxicokinetic parameters. This study consisted in developing a generic modelling framework for describing and simulating the bioaccumulation of persistent chemicals (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-ether) by various freshwater benthic invertebrate species (an insect, Chironomus riparius, an amphipod, Gammarus fossarum, and a gastropod mollusk, Radix auricularia). The study was based on a series of laboratory experiments, which provided bioaccumulation data suitable for model calibration, as well as for testing various hypotheses on exposure pathways. Toxicokinetic parameters are estimated through Bayesian inference with the RJAGS software and the "rjags" package in R language via Markov Chain Monte Carlo sampling. Each hypothesis tested on the basis of experimental data corresponds to a model, allowing then to compare the performance. Overall, these models fit well the experimental data, except for HBCDD: in that case the experimental data did not bring enough information for estimating correctly the toxicokinetic parameters. A biotransformation function was also successfully implemented on the basis of data from the literature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, 4 nitrobenzyl chloride, pyrene). In that case, Bayesian inference yielded a reduced uncertainty compared to the original models, which used classical inference. Finally, as a "proof of concept", the modelling framework was adapted for estimating the benzo(a)pyrene concentration in bottom sediment equivalent to the biota environmental quality standard for this substance. This generic Bayesian modelling framework can be adapted to various species-contaminant pairs (or even to mixtures), and appears as an effective tool for describing contaminant kinetics, as well as for assessing the uncertainty related to model parameter estimation, or for predictions.; L'utilisation de modèles toxicocinétiques (parfois désignés comme biodynamiques) dans l'étude de la bioaccumulation des contaminants présente de nombreux avantages, et ouvre la perspective d'utilisations prédictives. Toutefois, l'implémentation de ces modèles pour les contaminants organiques imposait de lever des verrous, comme la prise en compte de la biotransformation et des métabolites résultants, et d'estimer correctement l'incertitude sur les valeurs des paramètres toxicocinétiques. Cette étude a permis de développer un cadre de modélisation générique pour décrire et prédire la bioaccumulation de composés persistants (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-éther) par différentes espèces d'invertébrés benthiques (insecte Chironomus riparius, crustacé amphipode Gammarus fossarum, mollusque gastéropode Radix auricularia). La démarche suivie pour cette étude est passée par la mise en oeuvre d'essais d'accumulation au laboratoire, qui ont fourni ensuite les données expérimentales permettant de développer le cadre de modélisation et de tester différentes hypothèses sur les voies d'exposition des organismes. L'estimation des paramètres toxicocinétiques est réalisée par inférence bayésienne à l'aide du logiciel JAGS et du package « rjags » du logiciel R ; l'échantillonnage aléatoire pour les distributions de probabilité des paramètres est effectué par l'algorithme « Markov Chain Monte Carlo ». Les différentes hypothèses testées à partir des données expérimentales correspondent à autant de modèles, dont on peut comparer les performances. Dans l'ensemble, ces modèles ont bien reproduit les données expérimentales, sauf dans le cas de l'HBCDD, pour lequel les données expérimentales obtenues n'ont pas apporté suffisamment d'information pour estimer correctement les paramètres toxicocinétiques. Une fonction de biotransformation a également été implémentée avec succès sur la base de données issues de la littérature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, chlorométhyl-1 nitro-4 benzène, pyrène) ; l'inférence bayésienne a permis d'obtenir une incertitude réduite par rapport à celle des modèles originaux reposant sur une inférence classique. Enfin, à titre de preuve de concept, le cadre de modélisation a été adapté à une estimation de la concentration dans le sédiment équivalente à la norme de qualité environnementale pour le biote du benzo(a)pyrène. Ce modèle générique, développé dans un cadre bayésien et pouvant s'adapter à chaque couple espèce-contaminant (ou mélanges) que l'on souhaite étudier se révèle être un outil performant dans la description des toxicocinétiques de contaminants ainsi que dans l'évaluation de l'incertitude sur les paramètres et les prédictions.

The Water Framework Directive (WFD) requires European Union Member States to monitor the ecological quality of their water bodies through the study of key biological compartments in the aquatic environment. French Guiana is an Overseas Department (DOM) located in the Amazonian part of South America. Despite its geographical remoteness, this department is a European territory like all the other French overseas departments and is therefore subject to the requirements of the WFD. Previous works over the past decade, notably on the diatom compartment, have led to the development of several new biological indexes specifically adapted to the biogeographic conditions (geological substrates, climate, local fauna and flora) of each of these overseas territories. However, work progressed at a slower rate on the diatoms of French Guiana, due to the particular natural conditions that lead to very specific and still largely unknown diatomic communities. Since no more appropriate system was available, an evaluation system based on a local adaptation of the Specific Polluosensitivity Index (SPI) has been previously set up to access the ecological state of French Guiana's watercourses (see the French Evaluation Decree of 27 July 2015), despite obvious weaknesses linked to the biogeographical mismatch of the ecological profiles of many taxa (based on the worldwide scale) inside this index. However, the regular increase in the quantity of data gathered through Guianese monitoring networks over the past 9 years, as well as the progress made on diatom taxonomy, allowed the development of the 2017-2018 present study leading to the development of the new French Guiana Diatom Index (FGDI or IDGF in French). Inspired by the experience of previous diatomic indices developed in other French overseas departments, a methodology adapted to the Guianese context has been developed based on (i) a reduction in the number of taxa taken into account in diatom communities and on (ii) the search for warning taxa in a multimetric approach. This approach leads to a WFD-compatible index (which integrates deviation from regional references) providing results that are relevant, according to the opinion of local experts, and consistent with the natural context and anthropogenic activities encountered in French Guiana. The French Guiana Diatom Index thus produced is a first version, stabilized in its conception but perfectible in the years to come, notably by the acquisition of more data: 1) under intermediate anthropogenic impact (where little information was available in this first study); 2) in fluvial lentic zones; 3) as well as by the continuation of calibration works for the relevant evaluation of the sites under intermittent haline influence. The improvement of the index's response stability and the resolution of its perfectible aspects are directly linked to the incrementation of new data coming from the future WFD monitoring networks, but also to the acquisition of additional data specifically acquired for a better illustration of the above described.; La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) impose aux états membres de l'Union Européenne un suivi de la qualité écologique de leurs masses d'eau via l'étude de compartiments biologiques clés du milieu aquatique. La Guyane Française est un Département d'Outre-Mer (DOM) situé dans la partie Amazonienne de l'Amérique du sud. Ce département, malgré son éloignement, est un territoire européen comme tous les autres DOM et est donc soumis aux prescriptions de la DCE. Les travaux de la dernière décennie, notamment sur le compartiment diatomique, ont mené à l'élaboration de plusieurs nouveaux indices biologiques spécifiquement adaptés aux conditions biogéographiques (substrats géologiques, climat, faune et flore locale) de chacun de ces territoires ultramarins. Cependant, la conception d'un indice diatomique spécifique à la Guyane a connu une progression plus lente, du fait des conditions naturelles particulières qui mènent à des cortèges diatomiques très spécifiques et encore fortement méconnus. En l'absence d'un dispositif plus adapté, un système réglementaire d'évaluation basé sur une adaptation locale de l'IPS a été mis en place pour mesurer l'État Écologique des cours d'eau de Guyane (cf. Arrêté Évaluation du 27 Juillet 2015), malgré des faiblesses évidentes liées au décalage biogéographique du profil de beaucoup de taxons de l'IPS, établis à partir de données mondiales. Cependant, l'augmentation progressive des référentiels capitalisés dans le cadre des réseaux de suivi Guyanais sur ces 9 dernières années, ainsi que les progrès réalisés sur la taxonomie, ont rendu possible la réalisation de la présente étude 2017-2018 visant à l'élaboration d'un nouvel Indice Diatomique pour la Guyane Française (IDGF). En tirant les enseignements adéquats des précédents indices diatomiques élaborés dans d'autres DOM-COM, une méthodologie adaptée au contexte Guyanais a été développée en se basant (i) sur une réduction du nombre de taxons pris en compte dans les assemblages et (ii) sur la recherche de taxons d'alerte dans une optique multimétrique. Cette approche a permis la conception d'un indice qui présentant une évaluation écologique compatible avec les préconisations de la DCE (notion d'écart à une référence régionale) et donnant des résultats pertinents, selon l'avis des experts locaux, et cohérents par rapport au contexte naturel et aux activités anthropiques rencontrés en Guyane. L'indice Diatomique de Guyane Française ainsi produit est une première version stabilisée dans sa conception mais perfectible dans les années à venir, notamment par l'acquisition de plus de données : 1) en conditions d'altération intermédiaires (où très peu d'informations ont pu être mobilisées dans cette première étude), 2) en zones lentiques fluviales, ainsi que 3) par la poursuite de travaux de calibration pour l'évaluation pertinente des sites subissant des influences halines intermittentes. L'amélioration de la stabilité de réponse de l'indice et la résolution de ses aspects perfectibles sont directement liés à l'incrémentation de nouvelles données issues des futurs réseaux de suivis DCE, mais aussi à l'acquisition de données complémentaires spécifiquement acquises pour mieux illustrer des situations environnementales particulières précitées.

L'érosion de la biodiversité s'accélère en raison de l'augmentation continue des activités humaines et de l'imperméabilisation des sols liées aux projets de développement (zones urbaines, infrastructures de transport...). Les politiques environnementales de différents pays dans le monde ont mis en oeuvre la séquence Eviter-Réduire-Compenser (ERC) pour atteindre l'objectif de "non perte nette de biodiversité" et ont inscrit ce principe dans les méthodes d'évaluation des impacts environnementaux. Dans le même temps, des engagements nationaux, européens et internationaux ont été pris pour maintenir et restaurer la connectivité des habitats naturels pour faire face à la perte et la fragmentation de ces habitats. Cependant, la composante spatiale a été négligée voire ignorée dans la séquence ERC, alors que cette démarche pourrait tirer avantageusement parti du développement récent de la modélisation de la connectivité des habitats par les graphes paysagers. Notre objectif est ici de reconsidérer la séquence ERC en proposant un cadre méthodologique d'évaluation des impacts environnementaux à l'échelle du paysage. Nous préconisons l'utilisation la métrique de quantité d'habitat atteignable EC et expliquons comment elle permet d'aborder la composante paysage jusqu'ici négligée dans la séquence ERC. Nous affinons les trois principaux enjeux de la séquence ERC pour y inclure une dimension paysagère. Ce cadre méthodologique est ensuite appliqué à un réseau d'habitat virtuel pour illustration. Plusieurs scénarios théoriques d'évitement, de réduction et de compensation des impacts sont testés et comparés en utilisant les graphes paysagers et l'indice EC. Nous discutons des avantages de ce cadre méthodologique pour la séquence ERC et fournissons des recommandations pratiques pour sa mise en oeuvre. Cependant, étant donné que la surface de terres disponibles pour les activités humaines diminue, nous conseillons d'abandonner rapidement la vision "se développer d'abord, évaluer les dommages écologiques ensuite" et de mettre l'accent sur l'objectif d'Aichi n°11 pour arrêter la perte de biodiversité. Il s'agit d'identifier plus précisément et de protéger par un meilleur statut de protection les zones semi-naturelles qui font partie des principaux corridors écologiques pour construire un réseau fonctionnellement connecté d'aires protégées et de réservoirs de biodiversité.

The URBA grid originally produced to provide an indicator of the consideration of ecological continuity in planning and planning documents was tested on 15 documents. The analysis shows that it is not a relevant tool to feed into a single trend indicator of the assessment of ECRS and ecological continuity by planning documents (SCoT) and planning documents (PLUs). ). On the other hand, it is very interesting for instructor services to guide their reading of urban planning documents in terms of ecological continuity and for SCoT and PLUi project holders to facilitate their appropriation of the issues of preservation of ecological continuities. their territorial project. The analysis of the opinions of the MRAe is a less time-consuming tool that brings trend information easier to mobilize.; La grille URBA produite initialement pour fournir un indicateur de la prise en compte des continuités écologiques dans les documents de planification et d'urbanisme a été testée sur 15 documents. L'analyse menée montre qu'elle n'est pas un outil pertinent pour alimenter un indicateur même tendanciel de l'évaluation de la prise en compte des SRCE et des continuités écologiques par les documents de planification (SCoT) et d'urbanisme (PLU). Elle est par contre tout à fait intéressante pour les services instructeurs pour guider leur lecture des documents d'urbanisme sous l'angle continuités écologiques et pour les porteurs de projets de documents SCoT et PLUi pour faciliter leur appropriation des enjeux de préservation des continuités écologiques dans leur projet territorial. L'analyse des avis des MRAe est un outil moins coûteux en temps qui amène des informations tendancielles plus facile à mobiliser.

This work is in line with the development of a multi-metric index for the assessment of the ecological status of water bodies with respect to the phytoplankton compartment in water. Thus, it is linked to the IPLAC index. In the end, it aims to complete its evaluation with so-called diagnostic metrics to account for other pressures and elements of biodiversity. For this we used a large-scale morpho-functional approach (national territory) of phytoplankton communities, based on the definition and use of 84 morpho-functional traits of phytoplankton, covering all taxonomic groups, as a descriptor of communities. In aquatic ecosystems, relationships and interactions between phytoplankton communities and environmental variables are often quite complex. So, different statistical and numerical tools such as Random Forest (RF) in regression and classification mode, Partial Dependent Plots (PDPs) have been tested to take into account this complexity. RF methods have shown that depth of waterbody and altitude are important factors. This led to the creation, by the K-means method, of four typological groups, based on these criteria, to subtract the effect. Subsequently, various tests of direct correlations, on each of the typological groups, were carried out but results are rather disappointing. In a second step, RF models in regression mode then classification mode were used. However, their uses drive us away from the DCE compatibility because they have not allowed us to derive relationships and metrics relating to a trait or combination of exploitable traits. Lastly, an approach using PDPs has been implemented. Of the 84 constructed traits, 21 are highlighted by the result analyses with direct or indirect links to physico-chemical water parameters. These include traits: life form (solitary, filamentous), motility, presence of protuberances, pseudo-vacuoles or the presence of Chlorophyceae or Euglenophyceae. The dissolved organic carbon, the total suspended solids, the nitrates or the transparency measured by Secchi disk are the physicochemical parameters that have relations with morpho-functional traits. The use of PDPs allows knowing the variation direction of the existing relationship between the trait and the physicochemical parameters. On the other hand, threshold values do not depend on the created typological groups. This work should allow the definition of new trait-based diagnostic metrics for DOC and nitrate gradients. This will refine the understanding of the impact of anthropogenic pressures on lake ecosystems.; Le présent travail s'insère dans la continuité des développements d'un indice multi-métrique pour l'évaluation de l'état écologique des plans d'eau en ce qui concerne le compartiment phytoplancton en plan d'eau. Il est ainsi en lien avec l'indice IPLAC. Il vise à terme à compléter son évaluation par des métriques dites de diagnostic permettant de rendre compte d'autres pressions et des éléments de biodiversité. Pour cela nous avons employé une approche morpho-fonctionnelle à large échelle (territoire national) des communautés phytoplanctoniques, basée sur la définition et l'utilisation de 84 traits morpho-fonctionnels du phytoplancton, couvrant l'ensemble des groupes taxonomiques, comme descripteur des communautés. Dans les écosystèmes aquatiques, les relations et interactions entre les communautés phytoplanctoniques et les variables environnementales étant souvent assez complexes, différents outils statistiques et numériques tel que le Random Forest (RF) en mode régression et classification, les partial Dependent Plots (PDP) ont été testés pour appréhender cette complexité. Les méthodes de RF ont montré que la profondeur du plan d'eau et l'altitude étaient des facteurs importants. Cela a conduit à la création, par la méthode des K-means, de quatre groupes typologiques, fonction de ces critères, pour en soustraire l'effet. Par la suite, divers tests de corrélations directes, sur chacun des groupes typologiques, ont été exécutés mais il en ressort des résultats plutôt décevants. Dans un second temps, des modèles RF en mode régression puis classification ont été utilisés. Cependant leurs utilisations nous éloignent de la DCE compatibilité car elles n'ont pas permis de dériver des relations et des métriques portant sur un trait ou combinaison de traits exploitables. Dans un dernier temps, une approche exploitant les PDP a été mise en oeuvre. Sur les 84 traits construits, 21 ressortent des analyses avec des liens directs ou indirects avec des paramètres physico-chimiques des eaux. Il s'agit notamment des trais : forme de vie (solitaire, filamenteuse), motilité, présence de protubérances, de pseudo-vacuoles ou encore de la présence de Chlorophyceae ou d'Euglenophyceae. Le carbone organique dissous, les matières en suspensions, les nitrates ou encore la transparence mesurée au disque de Secchi sont les paramètres physico-chimiques qui présentent des relations avec des traits morpho-fonctionnels. L'utilisation des PDP permet de connaitre le sens de variation de la relation existante entre le trait et le paramètres physico-chimiques. En revanche, les valeurs de seuils ne dépendent pas des groupes typologiques créés. Ce travail devrait permettre la définition de nouvelles métriques de diagnostic basées sur certains traits pour les gradients de COD et de nitrates. Cela permettra d'affiner la compréhension de l'impact des pressions anthropiques sur les écosystèmes lacustres.

To estimate the damage due to floods, damage functions can be used. They associate a level of damage to flood parameters and built assets characteristics. In France, a comprehensive effort has been made for a decade to build damage functions at national level for different types of built assets (dwellings, economic activities, public infrastructures). During this process, floodam, a computer utility, has been developed. It is based on expert knowledge and used to produce damage functions that relate to specific buildings. The present manual explains the purpose of floodam and its principle. Based on version 1.0.0 of floodam, the manual then describes, first at the level of the building components, and then at the building level: 1) how the data used by floodam were collected, 2) how the damage to the components or buildings is modelled, 3) how the input data are organized, 4) the outputs, 5) some examples. The last chapters explain how some features of the building models can be modified to produce new damage functions and the development perspectives.

The Water Framework Directive (WFD) requires European Union Member States to monitor the ecological quality of their water bodies through the study of key biological compartments in the aquatic environment. French Guiana is an Overseas Department (DOM) located in the Amazonian part of South America. Despite its geographical remoteness, this department is a European territory like all the other French overseas departments and is therefore subject to the requirements of the WFD. Previous works over the past decade, notably on the diatom compartment, have led to the development of several new biological indexes specifically adapted to the biogeographic conditions (geological substrates, climate, local fauna and flora) of each of these overseas territories. However, work progressed at a slower rate on the diatoms of French Guiana, due to the particular natural conditions that lead to very specific and still largely unknown diatomic communities. Since no more appropriate system was available, an evaluation system based on a local adaptation of the Specific Polluosensitivity Index (SPI) has been previously set up to access the ecological state of French Guiana's watercourses (see the French Evaluation Decree of 27 July 2015), despite obvious weaknesses linked to the biogeographical mismatch of the ecological profiles of many taxa (based on the worldwide scale) inside this index. However, the regular increase in the quantity of data gathered through Guianese monitoring networks over the past 9 years, as well as the progress made on diatom taxonomy, allowed the development of the 2017-2018 present study leading to the development of the new French Guiana Diatom Index (FGDI or IDGF in French). Inspired by the experience of previous diatomic indices developed in other French overseas departments, a methodology adapted to the Guianese context has been developed based on (i) a reduction in the number of taxa taken into account in diatom communities and on (ii) the search for warning taxa in a multimetric approach. This approach leads to a WFD-compatible index (which integrates deviation from regional references) providing results that are relevant, according to the opinion of local experts, and consistent with the natural context and anthropogenic activities encountered in French Guiana. The French Guiana Diatom Index thus produced is a first version, stabilized in its conception but perfectible in the years to come, notably by the acquisition of more data: 1) under intermediate anthropogenic impact (where little information was available in this first study); 2) in fluvial lentic zones; 3) as well as by the continuation of calibration works for the relevant evaluation of the sites under intermittent haline influence. The improvement of the index's response stability and the resolution of its perfectible aspects are directly linked to the incrementation of new data coming from the future WFD monitoring networks, but also to the acquisition of additional data specifically acquired for a better illustration of the above described.; La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) impose aux états membres de l'Union Européenne un suivi de la qualité écologique de leurs masses d'eau via l'étude de compartiments biologiques clés du milieu aquatique. La Guyane Française est un Département d'Outre-Mer (DOM) situé dans la partie Amazonienne de l'Amérique du sud. Ce département, malgré son éloignement, est un territoire européen comme tous les autres DOM et est donc soumis aux prescriptions de la DCE. Les travaux de la dernière décennie, notamment sur le compartiment diatomique, ont mené à l'élaboration de plusieurs nouveaux indices biologiques spécifiquement adaptés aux conditions biogéographiques (substrats géologiques, climat, faune et flore locale) de chacun de ces territoires ultramarins. Cependant, la conception d'un indice diatomique spécifique à la Guyane a connu une progression plus lente, du fait des conditions naturelles particulières qui mènent à des cortèges diatomiques très spécifiques et encore fortement méconnus. En l'absence d'un dispositif plus adapté, un système réglementaire d'évaluation basé sur une adaptation locale de l'IPS a été mis en place pour mesurer l'État Écologique des cours d'eau de Guyane (cf. Arrêté Évaluation du 27 Juillet 2015), malgré des faiblesses évidentes liées au décalage biogéographique du profil de beaucoup de taxons de l'IPS, établis à partir de données mondiales. Cependant, l'augmentation progressive des référentiels capitalisés dans le cadre des réseaux de suivi Guyanais sur ces 9 dernières années, ainsi que les progrès réalisés sur la taxonomie, ont rendu possible la réalisation de la présente étude 2017-2018 visant à l'élaboration d'un nouvel Indice Diatomique pour la Guyane Française (IDGF). En tirant les enseignements adéquats des précédents indices diatomiques élaborés dans d'autres DOM-COM, une méthodologie adaptée au contexte Guyanais a été développée en se basant (i) sur une réduction du nombre de taxons pris en compte dans les assemblages et (ii) sur la recherche de taxons d'alerte dans une optique multimétrique. Cette approche a permis la conception d'un indice qui présentant une évaluation écologique compatible avec les préconisations de la DCE (notion d'écart à une référence régionale) et donnant des résultats pertinents, selon l'avis des experts locaux, et cohérents par rapport au contexte naturel et aux activités anthropiques rencontrés en Guyane. L'indice Diatomique de Guyane Française ainsi produit est une première version stabilisée dans sa conception mais perfectible dans les années à venir, notamment par l'acquisition de plus de données : 1) en conditions d'altération intermédiaires (où très peu d'informations ont pu être mobilisées dans cette première étude), 2) en zones lentiques fluviales, ainsi que 3) par la poursuite de travaux de calibration pour l'évaluation pertinente des sites subissant des influences halines intermittentes. L'amélioration de la stabilité de réponse de l'indice et la résolution de ses aspects perfectibles sont directement liés à l'incrémentation de nouvelles données issues des futurs réseaux de suivis DCE, mais aussi à l'acquisition de données complémentaires spécifiquement acquises pour mieux illustrer des situations environnementales particulières précitées.

The Biological Diatom Index (BDI) is routinely used in water quality surveillance networks to evaluate ecological quality of French rivers. It allows measuring ecological status, as well as general degree of alteration caused by anthropogenic impacts, but is still perfectible for particular alterations that the WFD asks to evaluate for operational diagnosis and for environmental restoration. Recent work compiling most up-to-date life history traits references led to a first version of a diagnostic tool for benthic diatoms, similar to the one created for benthic invertebrates. However, this study was based on phytocenotic indices (such as BDI) that allow a general evaluation of water ecological status, but also show weak responses to particular types of pollutions, such as nitrate-dominated agricultural pollutions. It was also based, among others, on an ordinal autoecological classification developed by van Dam et al. more than 20 years ago in a radically different biogeographical context (the Netherlands). However, many studies recently showed that applying in a particular region an autoecological system that was developed elsewhere usually leads to unsatisfactory results. Diatom taxa autoecological indicator values estimated on the exclusive basis of French surveys seems to be an interesting approach for the elaboration of new diagnostic metrics. Consequently, an autoecological classification similar to van Dam et al. has been elaborated, indicating ecological affinity of 809 diatom taxa to 7 physico-chemical parameters. The end of this work consisted in using the autoecological attributes previously defined for the production of diagnostic metrics, more specifically related to different nutrient enrichment categories. Specific attention was given to the diagnosis of nitrate pollution.; L'indice biologique diatomée (IBD2007) est actuellement utilisé en routine dans les réseaux de surveillance pour diagnostiquer l'état écologique des cours d'eau français dans le cadre de la DCE. Il permet d'évaluer l'état écologique et de mesurer le degré général d'altération biologique occasionné par les impacts anthropiques, sur la base de l'écart par rapport au niveau de référence adéquat. Cet outil reste néanmoins perfectible sur le plan d'altérations particulières que la DCE demande d'évaluer pour le diagnostic opérationnel et la reconquête de la qualité des milieux. Des travaux récents mené sous maîtrise d'oeuvre du LIEC (Université de Metz), compilant la plupart des bibliothèques d'attributs diatomiques couramment utilisées, ont permis l'élaboration d'un premier outil de prédiction, semblable à celui développé pour le maillon des macro-invertébrés benthiques et dédié au diagnostic ciblé d'altérations particulières. Néanmoins, ces travaux se sont appuyés notamment sur des indices phytocénotiques (dont l'IBD2007) qui permettent une évaluation générale de la qualité de l'eau et des milieux aquatiques, mais qui ne reflètent qu'imparfaitement la réponse des diatomées à certains types de pollutions (ex : pollutions diffuses de type agricole dominées par les nitrates). Ils ont aussi mobilisé, entre autres informations, des référentiels autoécologiques développés il y a près de 20 ans par van Dam et al. aux Pays-Bas, dans un contexte biogéographique assez différent de la France métropolitaine. Or, il est aujourd'hui admis dans la littérature que les caractéristiques autoécologiques décrites pour un taxon donné sont soumises à d'importantes variations à la fois spatiales (biogéographiques) et temporelles. C'est pourquoi l'utilisation d'un référentiel dans un contexte naturel différent de celui qui a servi à sa mise au point est susceptible de produire des résultats décalés et non satisfaisants. L'autoécologie des taxons établie à partir des référentiels produits par les réseaux de surveillance Français nous semble donc une base particulièrement intéressante et plus pertinente au niveau national pour asseoir la création de métriques dédiées au diagnostic d'altérations particulières. Cette étude nous a tout d'abord permis d'élaborer un nouveau référentiel autoécologique national (de type van Dam) qui renseigne sur l'affinité spécifique de 809 taxons de diatomées vis-à-vis de 7 paramètres physico-chimiques différents. La fin de ce travail a consisté à utiliser les attributs autoécologiques précédemment définis pour la production d'un assortiment de premières métriques de diagnostic (parmi les nombreuses possibilités mono-gradient ou combinatoires possibles), plus spécifiquement relatives à différentes catégories d'enrichissement en nutriments. Une attention spécifique a notamment été portée en vue du diagnostic des pollutions aux nitrates, principale faiblesse de l'outil diatomique actuellement utilisé en routine).

Implemented nationally since 2012, the IPLAC (Lacustrine Phytoplankton Index) index is used to assess the ecological status of water bodies from the taxonomic composition of the phytoplankton communities and the average chlorophyll a. It is based on 3 sampling campaigns to represent the entire annual phytoplankton development cycle (spring, summer and autumn). The objective of this study was to evaluate the variability and the temporal robustness of the IPLAC index, by studying the influence of the choosing dates of the campaigns on the value of the final note and on the ecological status class of the water body. This work was based on monthly (or near-monthly) phytoplankton analysis of the waters of the 4 major Aquitaine lakes from 2010 to 2016. The IPLAC values and its associated metrics (specific composition metric - MCS and algal biomass metric - MBA) were calculated for all possible combinations of campaigns. These values were then compared to the target values determined with the totality of the campaigns carried out over a year. IPLAC values have also been correlated with phosphorus levels (eutrophication proxy of water bodies). While for the statistical tests, the temporal variability of the campaigns has no effect on the IPLAC score, nevertheless this study has shown significant variability in terms of change in ecological status class and difference with the target value. This variability depends on the depth of the lakes: shallow lakes have greater variability than those of higher average depths. It also depends on the proximity of the class boundaries which is positively correlated with the percentage of ecological status classification error of the water body relative to the class of the target value.; Mis en application à l'échelle nationale depuis 2012, l'indice IPLAC (indice phytoplanctonique lacustre) permet d'évaluer l'état écologique des plans d'eau à partir de la composition taxonomique des communautés phytoplanctonique et de la moyenne de chlorophylle a. Il repose sur 3 campagnes de prélèvements permettant de représenter l'ensemble du cycle annuel de développement du phytoplancton (printemps, été et automne). L'objectif de cette étude était d'évaluer la variabilité et la robustesse temporelle de l'indice IPLAC, en étudiant l'influence du choix des dates des campagnes sur la valeur de la note finale et sur la classe d'état écologique du plan d'eau. Ce travail a été réalisé à partir des chroniques mensuelles (ou quasi-mensuelles) d'analyses phytoplanctoniques des eaux des 4 grands lacs Aquitains de 2010 à 2016. Les valeurs d'IPLAC et de ses métriques associées (métrique de composition spécifique - MCS et métrique de biomasse algale - MBA) ont été calculées pour l'ensemble des combinaisons de campagnes possibles. Ces valeurs ont ensuite été comparées aux valeurs cibles déterminées avec la totalité des campagnes effectuées sur une année. Les valeurs d'IPLAC ont également été mises en corrélation avec les teneurs en phosphore (indicateur de l'eutrophisation des plans d'eau). Si en ce qui concerne les tests statistiques, la variabilité temporelle des campagnes n'a pas d'effet sur la note IPLAC, néanmoins cette étude a mis en évidence une variabilité significative en termes de changement de classe d'état écologique et d'écart à la valeur cible. Cette variabilité dépend de la profondeur des lacs : les lacs de faible profondeurs présentent une variabilité plus importante que ceux de profondeur moyenne plus élevée. Elle dépend également de la proximité des limites de classe qui est corrélée de façon positive au pourcentage d'erreur de classement d'état écologique du plan d'eau par rapport à la classe de la valeur cible.

Ce rapport présente l'état actuel de développement du modèle PESHMELBA. Ce modèle a pour objectifs de permettre d'évaluer l'efficacité cumulée des zones tampons vis-à-vis de l'atténuation des transferts de pesticides dans un bassin versant rural. Les transferts de pesticides sont fortement influencés par les discontinuités qui peuvent accélérer ou limiter leurs transferts hydriques, comme les zones tampons enherbées, les fossés, haies, talus, zones tampons humides artificielles ou routes. Les prendre en compte dans une modélisation à l'échelle du petit bassin versant est donc nécessaire, et si leur influence à l'échelle locale de l'élément du paysage a été étudiée et formalisée, les modèles intégrant l'ensemble de ces structures à l'échelle du bassin versant manquent encore. Dans ce contexte, PESHMELBA est développé pour représenter explicitement l'influence de l'organisation du paysage sur le devenir des pesticides, en prenant en compte les caractéristiques et la position des éléments dans le bassin versant. L'objectif final est de permettre de tester et hiérarchiser différents scénarios d'aménagements (occupation du sol, pratiques agricoles, implantation de zones tampons ou autres éléments du paysage) compte tenu de leur influence sur la qualité de l'eau à l'échelle du petit bassin versant. Un tel outil doit faciliter le dialogue entre les différents acteurs impliqués sur le terrain, et favoriser l'adoption de solutions optimisées à l'échelle du bassin versant. La structure de modélisation adoptée est une structure modulaire, qui permet de représenter chaque élément du bassin versant (surfacique ou linéaire) par un modèle indépendant, avec le degré de complexité souhaité (susceptible d'évoluer au fil de l'acquisition de connaissances), tout en couplant ces éléments entre eux de façon dynamique. Les processus dominant les transferts d'eau et le devenir des pesticides sont représentés pour chaque type d'élément, soit par un modèle pré-existant, soit par un modèle développé/adapté pour les besoins de PESHMELBA. L'ensemble est couplé pour obtenir un modèle spatialisé à l'échelle du bassin versant grâce au coupleur dynamique Open-PALM (Fouilloux et Piacentini, 1999), développé au CERFACS, qui permet à la fois un couplage dynamique et du calcul parallèle. Le modèle intègre pour l'instant les écoulements verticaux (variablement saturés) et latéraux (saturés) dans le sol, le ruissellement de surface sur les parcelles, les transferts dans les fossés et les cours d'eau, ainsi que les processus conjoints de transfert (convection-diffusion) et dissipation (adsorption-dégradation) des pesticides. Les zones tampons que sont les bandes enherbées et les haies ou haies sur talus ont également été implémentées. La représentation du devenir d'un métabolite par substance active est également possible. Le modèle est développé en se basant sur les processus et ordres de grandeur représentatifs du bassin de la Fontaine du Theil (35), qui sera le premier bassin versant sur lequel le modèle sera validé, avant celui de la Morcille dans le Beaujolais (69). En amont de PESHMELBA a été développé GeoMELBA, un outil SIG qui fournit à PESHMELBA un maillage décrivant la configuration du paysage. Le découpage du bassin détermine des éléments homogènes et distingue s'ils sont surfaciques (parcelles, bandes enherbées) ou linéaires (talus, fossés, routes, haies). Il détermine ensuite les connexions hydrologiques entre les éléments, permettant de transférer de façon adéquate les flux simulés par le modèle sur chaque élément. GeoMELBA, outre le pre-processing qu'il donne en entrée à PESHMELBA, permet donc également de réaliser un premier diagnostic des zones à risque de transfert sur le bassin, en amont de la modélisation.

Ce guide propose une démarche permettant d'évaluer le danger potentiel relatif aux sites d'accumulation de sédiments d'eau douce continentale (ouvrages et voies navigables), notamment en amont d'opérations d'entretien. Il est également adapté au diagnostic des causes de déclassement en mauvais état d'un site lors de suivi de qualité dans un contexte DCE. Ce guide opérationnel est à destination des acteurs en lien avec des problématiques impliquant les sédiments d'eau douce (maîtres d'ouvrages et opérateurs de la gestion des sédiments, bureaux d'études, syndicats d'aménagement et gestion des milieux aquatiques, services instructeurs, et agences de l'eau). Il met à disposition des connaissances et des méthodes développées dans le cadre de travaux de recherche (notamment le projet scientifique ANR-PRECODD et la littérature scientifique disponible sur le sujet). Le guide est en cohérence avec la réglementation en vigueur concernant la gestion des sédiments et des ouvrages. Il cible la gestion des sédiments au sein de la voie d'eau, à l'exception des opérations de chasse sédimentaire, et n'aborde pas non plus le cas de la gestion des sédiments à terre, ni celui du dragage à proprement parler. Il prend la forme d'une démarche d'évaluation graduée, comprenant une étape préliminaire de recueil d'informations (étape 0), et deux étapes d'évaluation du danger lié à la contamination : un dépistage (étape 1) et une évaluation poussée (étape 2). La démarche s'articule autour de trois éléments de preuves : la toxicité vis-à-vis de la faune benthique, l'accumulation des contaminants dans le benthos et l'impact sur les communautés de macroinvertébrés benthiques. La démarche d'évaluation ayant notamment pour objectif de tester l'acceptabilité ou non d'une opération de gestion, les données obtenues permettent de se positionner dans 3 classes décisionnelles : acceptable, inacceptable, ou incertaine. Le guide comprend des « fiches étapes » et des « fiches opérationnelles », décrivant l'évaluation du danger des sédiments sous différentes approches complémentaires basées sur des protocoles standardisés : « bioessais », « analyse chimique », « estimation de la bioaccumulation ». Il est accompagné d'un outil informatique pour faciliter le calcul d'indices.

In lake ecosystems, biological taxa are usually studied either through trophic relationships (without considering environmental factors) or distinctly for each taxonomical group. In the last case, studying the response of communities to environmental abiotic factors is usually the main objective and biotic interactions are therefore rarely considered. This is the objective of the present study which aims to investigate, synchronously, the response of different biological taxa in the Lacanau's lake (South-West of France) to abiotic and biotic factors. More precisely, the effect of season, spatial variation, physico-chemical parameters and physical factors (e.g. wind, slope) on macrophytes, phytoplankton, epiphytic diatoms and micro-meiofauna communities and biomass will be tested. The aim is also to construct global models of the ecosystem to determine the relative effect of environmental factors and biotic relationships. At the same time, another goal is to investigate, for the first time, epiphytic micro-meiofauna taxa living in Lacanau's lake. We thus studied 6 stations located around the littoral shoreline that were sampled during the four temperate seasons. Permanent plots (24 per station) were installed to study macrophyte composition and phytoplankton biomass. Water samples were taken (3 per station) and water composition was analyzed through more than 20 parameters. Five macrophytes species were also sampled in each station to measure the composition and biomass of the epiphytic flora and fauna. Results revealed a strong seasonal variation of water composition. Taxa did not exhibit a synchronic response through time and, within taxa group, we often evidenced different variation of diversity and biomass with time. Microscopic organisms appeared to be strongly dependent of seasonal variation but it was almost impossible to separate the influence of physico-chemical parameters from those of seasonal succession. Weak influence of physico-chemical parameters on macrophytes communities was found (except for biomass) but these communities strongly depends on hydrodynamical and hydromorphological conditions. Physical factors also appeared to strongly impact phytoplankton diversity and biomass. Nature and architecture of plant host was found to greatly influence the biomass and diversity of diatoms and micro-meiofauna epiphytic communities. Considering biotic relationships, competition processes with macrophytes species seems to structure phytoplankton communities and the micro-meiofauna biomass and diversity appeared to be controlled by epiphytic diatoms. All these processes were correctly modeled in final models which allowed to test the relative influence of chemical, physical and biological factors. This fundamental study bring better knowledge on processes patterning biological communities in the Lacanau's lake and also contribute to a better understanding of the whole functioning of this lacustrine ecosystem. Some scientific and management perspectives were drawn from these results, but supplementary studies are still needed to better understand mechanisms patterning these biological communities.; Dans les écosystèmes lacustres, les différents maillons biologiques sont souvent étudiés via le réseau trophique de l'écosystème ou alors de manière complètement indépendante. La réponse des communautés aux différents facteurs abiotiques est alors le principal objectif de ces études mais les interactions biotiques sont très rarement considérés dans l'analyse des assemblages d'espèces. C'est l'objectif de cette étude qui vise à étudier de manière synchrone différents taxons biologiques au sein du lac de Lacanau. Plus précisément, l'influence de la saison, de la variabilité spatiale, de la physico-chimie de l'eau et des facteurs physiques (e.g. vent, pente) sera testé sur les communautés de macrophytes, de phytoplancton, de diatomées épiphytes et sur la micro-méiofaune épiphyte. L'objectif est également de construire des modèles d'interaction entre ces différentes communautés biologiques et les paramètres environnementaux mesurés. Parallèlement, un autre objectif est aussi de dresser pour la première fois la liste des taxons de la micro-méiofaune présent dans le lac de Lacanau. Nous avons pour ceci étudié 6 stations réparties autour du lac de Lacanau que nous avons échantillonnées pendant les 4 saisons. Des quadrats fixes (24 par stations) ont été placés pour quantifier la composition en macrophytes et la biomasse phytoplanctonique. Des prélèvements d'eaux (3 par stations) ont également été prélevés sur chaque station pour mesurer la composition de plus de 20 paramètres physico-chimiques. Cinq espèces de macrophytes ont également été prélevées sur chaque station afin de quantifier la composition et la biomasse de la flore et de la faune épiphyte. Les résultats ont montré une forte variation saisonnière de la composition physico-chimique de l'eau. Les différents taxons ne montrent pas une réponse synchrone au cours du temps, et au sein de chaque groupe taxonomique, la réponse de la diversité et de la biomasse est elle aussi rarement similaire au cours du temps. Les organismes microscopiques se révèlent être fortement dépendant des variations saisonnières mais il est difficile déconvoluer la part lié aux paramètres physico-chimiques de celle lié à la successions saisonnière. Les macrophytes apparaissent en revanche être peu influencés par les paramètres physico-chimiques/saison (à l'exception de leur biomasse) mais dépendent surtout des conditions hydrodynamiques et hydromorphologiques. Les facteurs physiques se révèlent également être particulièrement structurants pour la diversité et la biomasse phytoplanctonique. La nature et l'architecture de la plante hôte semble aussi jouer un rôle majeur sur la diversité et la biomasse de la faune et de la flore épiphyte. Des processus de compétition avec les macrophytes semblent structurer la communauté phytoplanctonique et la micro-méiofaune apparait être particulièrement dépendante des fluctuations de la micro-flore épiphyte. L'ensemble de ces processus semblent correctement modélisés dans les modèles globaux qui permettent de synthétiser et de mieux tester l'influence relative des facteurs chimiques saisonniers, physiques et biologiques. Cette étude, essentiellement fondamentale, apporte des connaissances nouvelles sur le fonctionnement des communautés biologiques au sein du lac de Lacanau et permet de mieux comprendre son fonctionnement et son organisation. Elle offre cependant quelques perspectives de gestion mais nécessite aussi des études complémentaires pour mieux comprendre les principaux mécanismes structurant les communautés biologiques.

[Notes_IRSTEA]Version 1.0.0.b [Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]GEUSI [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels [Relecteur_IRSTEA]Meurisse, B.; To estimate the damage due to floods, damage functions can be used. They associate a level of damage to flood parameters and built assets characteristics. In France, a comprehensive effort has been made for a decade to build damage functions at national level for different types of built assets (dwellings, economic activities, public infrastructures). During this process, floodam, a computer utility, has been developed. It is based on expert knowledge and used to produce damage functions that relate to specific buildings. The present manual explains the purpose of floodam and its principle. Based on version 1.0.0 of floodam, the manual then describes, first at the level of the building components, and then at the building level: 1) how the data used by floodam were collected, 2) how the damage to the components or buildings is modelled, 3) how the input data are organized, 4) the outputs, 5) some examples. The last chapters explain how some features of the building models can be modified to produce new damage functions and the development perspectives.

Le développement d'outils permettant d'établir in situ des liens entre la présence de contaminants et la réponse des communautés aquatiques exposées représente un enjeu important en vue d'appréhender plus finement l'impact de ces substances sur la qualité écologique des milieux aquatiques récepteurs. Cela est particulièrement vrai au niveau du compartiment sédimentaire qui reste peu pris en compte dans l'évaluation de la qualité écologique et écotoxicologique des milieux aquatiques. L'exposition chronique des communautés aquatiques aux contaminants peut se traduire par la sélection d'espèces tolérantes et par des phénomènes d'adaptation génétique ou physiologique. Au sein des communautés microbiennes, ces processus peuvent engendrer l'acquisition et le développement de capacités de tolérance, conformément au concept PICT (« Pollution Induced Community Tolerance »). L'étude de ces capacités adaptatives, généralement assez spécifiques d'un composé ou d'une famille de composés, peut permettre d'établir des liens entre exposition et effets biologiques sur les communautés microbiennes. Appliquée aux sédiments, l'approche PICT pourrait ainsi renseigner sur l'impact écotoxicologique des contaminants sur les communautés microbiennes associées à ce compartiment et sur ses conséquences sur la qualité écologique des milieux aquatiques Dans ce contexte, nous avons développé une approche PICT pour évaluer l'impact de contaminants métalliques sur les communautés microbiennes sédimentaires. Le couplage entre, d'une part, des campagnes d'échantillonnage en milieu lotique et lacustre et, d'autre part, des développements méthodologiques en laboratoire, nous a ainsi permis de proposer une méthodologie robuste, détaillée dans le présent rapport. Celle-ci tient compte de toutes les étapes, depuis l'échantillonnage jusqu'à l'analyse des courbes dose-réponse permettant de déterminer les niveaux de tolérance. Développée en prenant comme modèle le cuivre, cette méthodologie est applicable à d'autres types de composés métalliques. La mise en oeuvre de cette méthode dans différents écosystèmes (lac Léman, rivières en région Auvergne-Rhône-Alpes) a permis de démontrer son fort potentiel opérationnel pour répondre au besoin de marqueurs biologiques d'exposition dans le compartiment sédimentaire afin de compléter les méthodes de bioindication existantes, peu adaptées à la problématique des contaminants toxiques. A ce stade, elle est par exemple directement applicable pour suivre l'évolution temporelle de la qualité écotoxicologique d'une station donnée, dans un contexte de dégradation ou au contraire d'amélioration de la qualité chimique en lien avec la contamination métallique (par ex. pour évaluer l'efficacité de mesures visant à réduire localement l'impact de ce type de contamination). En complément, notre travail fait ressortir deux perspectives principales d'amélioration de cette approche pour renforcer son caractère opérationnel. Sur la base de la méthode développée, la première concerne la définition de valeurs-seuils d'exposition à partir des niveaux de tolérance mesurés, afin de s'affranchir du besoin de mettre en oeuvre une démarche de comparaison relative, basée sur la comparaison de la tolérance d'une communauté microbienne exposée avec celle d'une communauté « de référence ». La deuxième concerne l'élaboration d'une méthode permettant de s'affranchir de « l'effet matrice » en passant par une étape de détachement des communautés microbiennes du sédiment avant la réalisation des tests de toxicité visant à mesurer les niveaux de tolérance. Une telle méthode offrirait également la possibilité de miniaturiser les protocoles et de les automatiser, ce qui pourrait grandement faciliter son transfert opérationnel. Nous avons travaillé sur ce point en proposant une première méthode de détachement microbienne très prometteuse. Des recherches supplémentaires sont néanmoins nécessaires pour vérifier que cette méthode est applicable à tout type de sédiment et qu'elle ne fausse pas les conclusions fournies par les résultats des approches PICT.

Le présent rapport est la version avant maquettage d'un ouvrage qui constitue le volume 3 du guide intitulé « Réduction des pertes d'eau des réseaux de distribution d'eau potable - Guide pour l'élaboration du plan d'actions », dont les volumes 1 et 2, réalisés avec l'appui d'un groupe de travail de l'ASTEE (Association Scientifique et Technique pour l'Eau et l'Environnement) ont été publiés par l'Agence Française de la Biodiversité (AFB), respectivement en novembre 2014 et mai 2017. Le premier volume est structuré en deux parties. La première développe une méthode progressive pour l'élaboration d'un plan d'actions de réduction des pertes adapté au contexte du système d'AEP. La seconde présente les actions qui peuvent être entreprises pour réduire les pertes. Le volume 2 « Plan d'action détaillé et hiérarchisé, a pour objectif d'aider les services confrontés à des situations complexes à aller plus loin. Il propose un arbre de décision qui permet une sélection fine et localisée des actions à mettre en oeuvre. Le présent volume 3 « Optimiser les bénéfices du plan d'actions pour les ressources en eau » développe une méthode pour estimer l'impact quantitatif des usages d'un réseau d'eau potable sur ses ressources en eau afin d'évaluer la réduction des prélèvements induite par un plan d'actions d'économie d'eau. Cette méthode aboutit à un « Bilan Quantitatif des Prélèvements et des Rejets d'un système d'alimentation en eau potable »

Ce rapport présente l'état actuel de développement du modèle PESHMELBA. Ce modèle a pour objectifs de permettre d'évaluer l'efficacité cumulée des zones tampons vis-à-vis de l'atténuation des transferts de pesticides dans un bassin versant rural. Les transferts de pesticides sont fortement influencés par les discontinuités qui peuvent accélérer ou limiter leurs transferts hydriques, comme les zones tampons enherbées, les fossés, haies, talus, zones tampons humides artificielles ou routes. Les prendre en compte dans une modélisation à l'échelle du petit bassin versant est donc nécessaire, et si leur influence à l'échelle locale de l'élément du paysage a été étudiée et formalisée, les modèles intégrant l'ensemble de ces structures à l'échelle du bassin versant manquent encore. Dans ce contexte, PESHMELBA est développé pour représenter explicitement l'influence de l'organisation du paysage sur le devenir des pesticides, en prenant en compte les caractéristiques et la position des éléments dans le bassin versant. L'objectif final est de permettre de tester et hiérarchiser différents scénarios d'aménagements (occupation du sol, pratiques agricoles, implantation de zones tampons ou autres éléments du paysage) compte tenu de leur influence sur la qualité de l'eau à l'échelle du petit bassin versant. Un tel outil doit faciliter le dialogue entre les différents acteurs impliqués sur le terrain, et favoriser l'adoption de solutions optimisées à l'échelle du bassin versant. La structure de modélisation adoptée est une structure modulaire, qui permet de représenter chaque élément du bassin versant (surfacique ou linéaire) par un modèle indépendant, avec le degré de complexité souhaité (susceptible d'évoluer au fil de l'acquisition de connaissances), tout en couplant ces éléments entre eux de façon dynamique. Les processus dominant les transferts d'eau et le devenir des pesticides sont représentés pour chaque type d'élément, soit par un modèle pré-existant, soit par un modèle développé/adapté pour les besoins de PESHMELBA. L'ensemble est couplé pour obtenir un modèle spatialisé à l'échelle du bassin versant grâce au coupleur dynamique Open-PALM (Fouilloux et Piacentini, 1999), développé au CERFACS, qui permet à la fois un couplage dynamique et du calcul parallèle. Le modèle intègre pour l'instant les écoulements verticaux (variablement saturés) et latéraux (saturés) dans le sol, le ruissellement de surface sur les parcelles, les transferts dans les fossés et les cours d'eau, ainsi que les processus conjoints de transfert (convection-diffusion) et dissipation (adsorption-dégradation) des pesticides. Les zones tampons que sont les bandes enherbées et les haies ou haies sur talus ont également été implémentées. La représentation du devenir d'un métabolite par substance active est également possible. Le modèle est développé en se basant sur les processus et ordres de grandeur représentatifs du bassin de la Fontaine du Theil (35), qui sera le premier bassin versant sur lequel le modèle sera validé, avant celui de la Morcille dans le Beaujolais (69). En amont de PESHMELBA a été développé GeoMELBA, un outil SIG qui fournit à PESHMELBA un maillage décrivant la configuration du paysage. Le découpage du bassin détermine des éléments homogènes et distingue s'ils sont surfaciques (parcelles, bandes enherbées) ou linéaires (talus, fossés, routes, haies). Il détermine ensuite les connexions hydrologiques entre les éléments, permettant de transférer de façon adéquate les flux simulés par le modèle sur chaque élément. GeoMELBA, outre le pre-processing qu'il donne en entrée à PESHMELBA, permet donc également de réaliser un premier diagnostic des zones à risque de transfert sur le bassin, en amont de la modélisation.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples; Toxicokinetic models (sometimes called biodynamic models) present numerous advantages for studying the bioaccumulation of chemicals; their use paves the way of predictive applications. Nevertheless, implementing such models for organic contaminants entailed to unlock several limitations, such as estimating biotransformation rates and metabolites' fate. Another current limitation of toxicokinetic models lies in the assessment of uncertainty related to toxicokinetic parameters. This study consisted in developing a generic modelling framework for describing and simulating the bioaccumulation of persistent chemicals (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-ether) by various freshwater benthic invertebrate species (an insect, Chironomus riparius, an amphipod, Gammarus fossarum, and a gastropod mollusk, Radix auricularia). The study was based on a series of laboratory experiments, which provided bioaccumulation data suitable for model calibration, as well as for testing various hypotheses on exposure pathways. Toxicokinetic parameters are estimated through Bayesian inference with the RJAGS software and the "rjags" package in R language via Markov Chain Monte Carlo sampling. Each hypothesis tested on the basis of experimental data corresponds to a model, allowing then to compare the performance. Overall, these models fit well the experimental data, except for HBCDD: in that case the experimental data did not bring enough information for estimating correctly the toxicokinetic parameters. A biotransformation function was also successfully implemented on the basis of data from the literature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, 4 nitrobenzyl chloride, pyrene). In that case, Bayesian inference yielded a reduced uncertainty compared to the original models, which used classical inference. Finally, as a "proof of concept", the modelling framework was adapted for estimating the benzo(a)pyrene concentration in bottom sediment equivalent to the biota environmental quality standard for this substance. This generic Bayesian modelling framework can be adapted to various species-contaminant pairs (or even to mixtures), and appears as an effective tool for describing contaminant kinetics, as well as for assessing the uncertainty related to model parameter estimation, or for predictions.; L'utilisation de modèles toxicocinétiques (parfois désignés comme biodynamiques) dans l'étude de la bioaccumulation des contaminants présente de nombreux avantages, et ouvre la perspective d'utilisations prédictives. Toutefois, l'implémentation de ces modèles pour les contaminants organiques imposait de lever des verrous, comme la prise en compte de la biotransformation et des métabolites résultants, et d'estimer correctement l'incertitude sur les valeurs des paramètres toxicocinétiques. Cette étude a permis de développer un cadre de modélisation générique pour décrire et prédire la bioaccumulation de composés persistants (hexachlorobiphényl, pentachlorobenzène, hexabromocyclododécane - HBCDD, pentabromodiphényl-éther) par différentes espèces d'invertébrés benthiques (insecte Chironomus riparius, crustacé amphipode Gammarus fossarum, mollusque gastéropode Radix auricularia). La démarche suivie pour cette étude est passée par la mise en oeuvre d'essais d'accumulation au laboratoire, qui ont fourni ensuite les données expérimentales permettant de développer le cadre de modélisation et de tester différentes hypothèses sur les voies d'exposition des organismes. L'estimation des paramètres toxicocinétiques est réalisée par inférence bayésienne à l'aide du logiciel JAGS et du package « rjags » du logiciel R ; l'échantillonnage aléatoire pour les distributions de probabilité des paramètres est effectué par l'algorithme « Markov Chain Monte Carlo ». Les différentes hypothèses testées à partir des données expérimentales correspondent à autant de modèles, dont on peut comparer les performances. Dans l'ensemble, ces modèles ont bien reproduit les données expérimentales, sauf dans le cas de l'HBCDD, pour lequel les données expérimentales obtenues n'ont pas apporté suffisamment d'information pour estimer correctement les paramètres toxicocinétiques. Une fonction de biotransformation a également été implémentée avec succès sur la base de données issues de la littérature (aldicarbe, carbaryl, carbofuran, chlorométhyl-1 nitro-4 benzène, pyrène) ; l'inférence bayésienne a permis d'obtenir une incertitude réduite par rapport à celle des modèles originaux reposant sur une inférence classique. Enfin, à titre de preuve de concept, le cadre de modélisation a été adapté à une estimation de la concentration dans le sédiment équivalente à la norme de qualité environnementale pour le biote du benzo(a)pyrène. Ce modèle générique, développé dans un cadre bayésien et pouvant s'adapter à chaque couple espèce-contaminant (ou mélanges) que l'on souhaite étudier se révèle être un outil performant dans la description des toxicocinétiques de contaminants ainsi que dans l'évaluation de l'incertitude sur les paramètres et les prédictions.

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVIN [ADD1_IRSTEA]Dynamique et fonctionnement des écosystèmes [Type_IRSTEA]Rapport d'étude; The URBA grid originally produced to provide an indicator of the consideration of ecological continuity in planning and planning documents was tested on 15 documents. The analysis shows that it is not a relevant tool to feed into a single trend indicator of the assessment of ECRS and ecological continuity by planning documents (SCoT) and planning documents (PLUs). ). On the other hand, it is very interesting for instructor services to guide their reading of urban planning documents in terms of ecological continuity and for SCoT and PLUi project holders to facilitate their appropriation of the issues of preservation of ecological continuities. their territorial project. The analysis of the opinions of the MRAe is a less time-consuming tool that brings trend information easier to mobilize.; La grille URBA produite initialement pour fournir un indicateur de la prise en compte des continuités écologiques dans les documents de planification et d'urbanisme a été testée sur 15 documents. L'analyse menée montre qu'elle n'est pas un outil pertinent pour alimenter un indicateur même tendanciel de l'évaluation de la prise en compte des SRCE et des continuités écologiques par les documents de planification (SCoT) et d'urbanisme (PLU). Elle est par contre tout à fait intéressante pour les services instructeurs pour guider leur lecture des documents d'urbanisme sous l'angle continuités écologiques et pour les porteurs de projets de documents SCoT et PLUi pour faciliter leur appropriation des enjeux de préservation des continuités écologiques dans leur projet territorial. L'analyse des avis des MRAe est un outil moins coûteux en temps qui amène des informations tendancielles plus facile à mobiliser.

Implemented nationally since 2012, the IPLAC (Lacustrine Phytoplankton Index) index is used to assess the ecological status of water bodies from the taxonomic composition of the phytoplankton communities and the average chlorophyll a. It is based on 3 sampling campaigns to represent the entire annual phytoplankton development cycle (spring, summer and autumn). The objective of this study was to evaluate the variability and the temporal robustness of the IPLAC index, by studying the influence of the choosing dates of the campaigns on the value of the final note and on the ecological status class of the water body. This work was based on monthly (or near-monthly) phytoplankton analysis of the waters of the 4 major Aquitaine lakes from 2010 to 2016. The IPLAC values and its associated metrics (specific composition metric - MCS and algal biomass metric - MBA) were calculated for all possible combinations of campaigns. These values were then compared to the target values determined with the totality of the campaigns carried out over a year. IPLAC values have also been correlated with phosphorus levels (eutrophication proxy of water bodies). While for the statistical tests, the temporal variability of the campaigns has no effect on the IPLAC score, nevertheless this study has shown significant variability in terms of change in ecological status class and difference with the target value. This variability depends on the depth of the lakes: shallow lakes have greater variability than those of higher average depths. It also depends on the proximity of the class boundaries which is positively correlated with the percentage of ecological status classification error of the water body relative to the class of the target value.; Mis en application à l'échelle nationale depuis 2012, l'indice IPLAC (indice phytoplanctonique lacustre) permet d'évaluer l'état écologique des plans d'eau à partir de la composition taxonomique des communautés phytoplanctonique et de la moyenne de chlorophylle a. Il repose sur 3 campagnes de prélèvements permettant de représenter l'ensemble du cycle annuel de développement du phytoplancton (printemps, été et automne). L'objectif de cette étude était d'évaluer la variabilité et la robustesse temporelle de l'indice IPLAC, en étudiant l'influence du choix des dates des campagnes sur la valeur de la note finale et sur la classe d'état écologique du plan d'eau. Ce travail a été réalisé à partir des chroniques mensuelles (ou quasi-mensuelles) d'analyses phytoplanctoniques des eaux des 4 grands lacs Aquitains de 2010 à 2016. Les valeurs d'IPLAC et de ses métriques associées (métrique de composition spécifique - MCS et métrique de biomasse algale - MBA) ont été calculées pour l'ensemble des combinaisons de campagnes possibles. Ces valeurs ont ensuite été comparées aux valeurs cibles déterminées avec la totalité des campagnes effectuées sur une année. Les valeurs d'IPLAC ont également été mises en corrélation avec les teneurs en phosphore (indicateur de l'eutrophisation des plans d'eau). Si en ce qui concerne les tests statistiques, la variabilité temporelle des campagnes n'a pas d'effet sur la note IPLAC, néanmoins cette étude a mis en évidence une variabilité significative en termes de changement de classe d'état écologique et d'écart à la valeur cible. Cette variabilité dépend de la profondeur des lacs : les lacs de faible profondeurs présentent une variabilité plus importante que ceux de profondeur moyenne plus élevée. Elle dépend également de la proximité des limites de classe qui est corrélée de façon positive au pourcentage d'erreur de classement d'état écologique du plan d'eau par rapport à la classe de la valeur cible.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARE [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples; Le présent rapport dresse un bilan des plans d'eau disposant aujourd'hui d'un dispositif de suivi en continu de la température à différentes profondeurs. Ces plans d'eau peuvent être des systèmes équipés à l'initiative : - de l'AFB et le Pôle AFB-Istrea ; - de gestionnaires (EPTB, Parc, Office de l'eau..) ; - de personnel de la recherche académique. L'objectif de ce bilan est de fournir un état des lieux des suivi afin de poursuivre le déploiement du RNT vers un suivi d'un échantillon de plan d'eau représentatif de la diversité national en terme de type de plans d'eau et de répartition géographique mais également en terme d'enjeux biodiversité et qualité d'eau.

La Guadeloupe connaît depuis plusieurs années une grave crise de l'Alimentation en Eau Potable (AEP). Les services en charge de l'AEP ne parviennent pas à satisfaire en permanence les besoins en eau de tous les habitants du département. En avril 2018, une mission d'expertise « eau potable en Guadeloupe » a été confiée à Irstea par le Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire. Dans un premier temps cette mission a porté sur une expertise des fiches projets du plan d'urgence produites par les EPCI. Cette expertise qui a donné lieu à un premier rapport intermédiaire produit en juin 2018. Dans un second temps, la mission a consisté en une analyse qui a pour but d'une part, de proposer les éléments de cadrage pour l'actualisation du schéma directeur départemental d'eau potable, ainsi que les axes indispensables à la mise à jour des schémas directeurs des collectivités, et d'autre part, de définir les priorités techniques et méthodologiques dans la perspective de la production d'un schéma quinquennal de travaux d'urgence visant le rétablissement du service d'eau sur l'ensemble du territoire. Le présent rapport présente les conclusions de cette deuxième phase.

La technique de mesure de débit des cours d'eau par profileur hydro-acoustique ADCP est de plus en plus répandue parmi les services de production de données hydrométriques. Les évolutions récentes des ADCP ont notamment permis l'utilisation de cet outil dans des rivières peu profondes. De nombreuses études ont montré que les valeurs de débit obtenues au moyen de cette technique de jaugeage ne sont significativement pas biaisées. Néanmoins, pour évaluer la qualité des données produites pour toutes les situations de jaugeage (des plus favorables au plus défavorables), il est nécessaire de conduire une analyse d'incertitude. Ce rapport présente deux approches. La première méthode, nommée OURSIN, se base sur la méthode GUM. La seconde propose l'utilisation d'essais interlaboratoires pour décomposer les sources d'incertitudes liées à l'effet opérateur et liées à l'effet section de mesure.

LiDRGUI est une interface graphique conviviale qui permet d'extraire des variables décrivant la structure de nuages de points LiDAR, puis d'utiliser ces variables pour construire des modèles de prédiction de variables de structure forestière. L'interface développée s'appuie sur les packages lidR, caret and leaflet, du langage de programmation R. Elle intègre pour partie le package lidaRtRee. LiDRGUI et tous ses composants sont disponibles et téléchargeables à l'adresse suivante : https://gitlab.irstea.fr/david.lang/lidRGUI. L'accès est pour l'instant réservé aux personnes autorisées. Un fichier spécifique précise les modalités d'installation.

En Guadeloupe, depuis plusieurs années, les services en charge l'alimentation en eau potable ne parviennent pas à satisfaire en permanence les besoins en eau de tous les habitants. Dans la continuité d'un processus d'audit activé dans le cadre du plan « Eau DOM », une mission d'expertise technique a été confiée à Irstea. Le premier objectif de cette mission, qui donne lieu au présent rapport, est d'expertiser le Plan biennal d'Actions Prioritaires (PAP) qui est porté par les collectivités territoriales de Guadeloupe et prévoit 71 millions d'euros d'investissements en 2018 et 2019. Son objectif est de « mettre fin aux tours d'eau et aux pénuries observées dans certains secteurs ». Pour distribuer 25 millions de m3 d'eau potable aux 400 000 habitants de Guadeloupe et aux 500 000 touristes qui séjournent en moyenne 15 jours, plus de 60 millions de m3 d'eau potable sont produits sans pour autant assurer la desserte permanente de tous les usagers. Cette situation paradoxale de pénurie s'explique par un déséquilibre entre la capacité des installations de production d'eau potable et la demande en eau des réseaux. Ce déséquilibre résulte du niveau colossal des pertes en eau des réseaux de distribution. En effet, à partir des indicateurs de pertes appropriés, il est mis en évidence que les réseaux Guadeloupéens se situent dans la plus mauvaise catégorie de performance définie à l'échelle internationale par la Banque Mondiale : catégorie D « Système très inefficace, programmes de réduction des fuites impératifs et prioritaires ». Dans ce contexte, l'expérience montre que l'augmentation des capacités de production est une fuite en avant qui, dans la durée, ne résout en rien les problèmes de pénurie à l'origine des tours d'eau. Les actions du PAP qui concourent à atteindre son objectif sont celles qui sécurisent la production d'eau potable à son niveau actuel et celles qui réduisent les pertes en eau. Une classification des opérations, basée sur ce principe, permet d'estimer que plus de la moitié du montant programmé concerne des opérations « sans regrets », c'est-à-dire qui servent durablement l'objectif fixé. Moins d'un tiers du montant finance des actions qui ne contribuent pas à en finir avec les tours d'eau. Une analyse croisée montre que le PAP concerne de façon très hétérogène les différentes unités de gestion tant en montants investis qu'en taux de renouvellement des conduites. En matière de réduction des pertes le PAP contient essentiellement des opérations de renouvellement des conduites et des branchements, or, pour réduire efficacement les fuites, il est impératif d'activer les trois autres leviers que sont : la connaissance des infrastructures et de leur fonctionnement ; la recherche actives des fuites et leur réparation ; la régulation des pressions. Ainsi, si des investissements sont nécessaires, ils ne sauraient être suffisants. Pour sortir durablement des tours d'eau, des plans d'actions de lutte contre les pertes structurés doivent être conçus et mis en oeuvre à l'échelle des unités de gestion. Pour être efficaces, outre des investissements, ces plans doivent obligatoirement intégrer des actions qui relèvent de la connaissance et de l'exploitation. Le PAP gagnerait donc à être adapté pour, d'ores et déjà, inclure des opérations visant à mettre en place des outils de « diagnostic permanent » des réseaux et de leur fonctionnement. Il s'agit notamment de subdiviser les réseaux en secteurs équipés de dispositifs ad hoc de mesure en continue pour être à même de déterminer les zones prioritaires d'intervention et les actions pertinentes de réduction des pertes en eau.

Le Parc national de Port-Cros a lancé de études et ateliers de concertation sur la notion de capacité de charge pour réguler les enjeux liés à la fréquentation de l'île de Porquerolles. Partant de différents travaux s'attelant à définir la notion de capacité de charge et à "cadrer" les enjeux associés, ce rapport intermédiaire propose une première analyse de la production des différents ateliers organisés à Porquerolles à cet effet.

The risk assessment for extreme floods is a key point to anticipate and to dimension a set of measures to improve the resilience of the territories. Because extreme floods are not observed, the calculation of hazard in the flooded areas comes from an extrapolation of models calibrated on more frequent events. The simplified approach called "Additional Depths Method" guesses the knowledge of a rare flood for which the flooded areas are considered to be accurately estimated.The limits of the extreme flooded areas are drawn starting from the water elevation interpolated between the values obtained at a set of cross sections. This simplified method is encapsulated in a plug-in of the QGIS software.; Le rapport indique les développements de l'année 2018 sur la méthode des surcotes. Le plugin "surcotes" pour Qgis permet de cartographier la crue extrême en supposant une crue de référence bien connue et en extrapolant à partir de la topographie et du débit de pointe.

The Directive 2013/39/EU amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC on priority substances in aquatic ecosystems introduced 15 new priority substances and promulgated environmental quality standards (NQEs). Among the recently introduced substances, the so-called "short-chain" chlorinated paraffins (C10-C13), consisting of complex mixtures of polychlorinated n-alkanes that fulfill the PBT criteria (persistence, bioaccumulation and toxicity). These compounds, as well as the medium chain (C14-C17) and long chain (C20-C30) chlorinated paraffins, are hydrophobic, chemically and thermally stable, and they have been used in numerous industrial applications. Existing data suggest the ubiquitous character of these compounds, which have been produced in large quantities on a global scale; however, these data remain relatively fragmentary due to the difficulty of analyzing and quantifying these compounds. The work carried out in this study led to the development and validation of a method for the determination of long and medium chain chlorinated paraffins in fish tissues. This method is based on the use of microwave assisted extraction, the purification of organic extracts by adsorption chromatography and the use of gas chromatography coupled with high resolution mass spectrometry (Time of Flight technology, resolution 15000 at m / z = 400) for the detection of analytes. The optimization of the method allowed to obtain detection limits in the range 0.03-0.4 ng/g pf for the different groups (CnH2n+2-zClz), compatible with the expected environmental levels. The application of this method to the analysis of fish tissue (barbel) taken from the Rhône basin confirmed the ubiquitous nature of these micropollutants; in the selected samples, MCCP levels (1.25-72.7) appear 2 to 57 times higher than SCCPs (0.16-10.6 ng/g fresh weight), the latter consistently being below the EQSbiota for SCCPs (16.6 µg/g).; La Directive 2013/39 /UE modifiant les Directives 2000/60/CE et 2008/105/CE concernant les substances prioritaires dans le domaine de l'eau a introduit quinze nouvelles substances prioritaires au niveau communautaire, et promulgué les normes de qualité environnementale (NQE) correspondantes. Parmi les substances récemment introduites, on trouve les chloroalcanes dits « à chaine courte » (C10 à C13), constitués de mélanges complexes de n-alcanes polychlorés, composés répondant aux critères PBT (persistants, bioaccumulables et toxiques). Ces composés, ainsi que les chloroalcanes à chaine moyenne (C14-C17) et longue (C20-C30), sont hydrophobes, chimiquement et thermiquement stables, sont ou ont été employés dans de nombreuses applications industrielles. Les données existantes suggèrent le caractère ubiquiste de ces composés produits en quantité importantes à l'échelle globale ; ces données demeurent néanmoins relativement fragmentaires en raison de la difficulté à analyser et quantifier ces composés. Les travaux réalisés dans le cadre de cette étude ont permis le développement et la validation d'une méthode de dosage des chloroalcanes à chaine longue et moyenne dans les tissus de poisson. Cette méthode repose sur l'utilisation de l'extraction assistée par micro-ondes, sur la purification des extraits organiques par chromatographie d'adsorption et sur l'utilisation de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse haute résolution de type « temps de vol » (résolution de 15000 à m/z = 400) pour la détection des analytes. L'optimisation de la méthode a permis l'obtention de limites de détection dans la gamme 0,03-0,4 ng.g-1 pf pour les différents groupes (CnH2n+2-zClz), compatibles avec les niveaux environnementaux attendus. L'application de cette méthode à l'analyse de tissus de poisson (barbeau) prélevés dans le bassin du Rhône a permis de confirmer le caractère ubiquiste de ces micropolluants ; dans les échantillons sélectionnés, les niveaux de MCCP (1,25 - 72,7) apparaissent 2 à 57 fois plus élevés que ceux des SCCP (0,16 - 10,6 ng.g-1 poids frais), ces derniers étant systématiquement inférieurs à la NQEbiote applicable aux SCCP (16,6 µg.g-1 pf).

Cette étude propose de mettre en oeuvre une méthode combinant les approches « top-down » et « bottom-up ». La plus usuelle - l'approche « top-down » - est pilotée par les changements projetés par les outils numériques auxquels le bassin versant est soumis. Une chaine de modélisation fait transiter les forçages externes jusqu'à une quantification de la réponse aux seuls forçages. La plus récente - l'approche « bottom-up » - cherche une explicitation de la sensibilité du bassin versant à des changements. Il s'agit d'identifier ce à quoi le bassin versant dans son fonctionnement est sensible (les « drivers » climatiques) et au-delà les contextes conduisant à une situation jugée « critique » d'accès à la ressource dans le bassin versant pour un ou des usage(s) de l'eau. Cette approche croisée a été appliquée pour caractériser la sensibilité des étiages (en termes de temporalité, dynamique, magnitude et durée) et du dispositif conduisant aux mesures de restriction de prélèvement d'eau, aux changements climatiques. Ces résultats ont permis in fine d'appréhender la vulnérabilité de l'usage agricole aux restrictions d'eau modifiées par des changements du climat. L'étude de vulnérabilité a nécessité de mettre en place un post-traitement des modèles hydrologiques reflétant la prise de décision préfectorale de restriction d'eau. Ce post-traitement à base purement physique a pu montrer que sur la période 2005-2013, 50% des décisions ont été correctement simulés. L'étude a mis en exergue la forte sensibilité des cours d'eau de montagne aux changements, du fait d'une sensibilité à la température de l'air. L'étude de sensibilité des durées de restriction aux changements climatiques a permis de dégager quatre classes avec des changements de durée de restriction conditionnés par la température (montagne) ou les précipitations (pourtour méditerranéen) et des situations intermédiaires en dehors de ces contextes. Cette étude préliminaire est doublement originale par l'objet analysé : les dispositifs arrêtés sécheresse et l'exploitation des déclarations de calamités agricoles pour la définition d'un seuil de tolérance à l'échelle régionale et l'appréciation d'une vulnérabilité à la durée des restrictions de prélèvement pour l'usage agricole. L'application est une illustration de la démarche. Cette démarche n'avait pas jusqu'à présent été mise en oeuvre sur un usage de l'eau. Des améliorations pourraient être envisagées : notamment l'intégration d'autres facteurs pour une meilleure représentation des processus conduisant à la déclaration de restriction d'eau et la poursuite de l'interprétation des calamités agricoles (sous réserve d'accès aux données) pour donner plus de robustesse à la chaine de modélisation et aux conclusions.

L'objectif de cette note est de préciser la notion de situation de référence en cas de confortement de digue pour la réalisation d'une analyse coût-bénéfice. Le confortement de digue consiste à rendre une digue plus solide sans modifier l'objectif de protection originel. Pour caractériser la situation de référence, plusieurs options sont envisageables, en fonction des réactions plausibles du gestionnaire de la digue à sa rupture. Les implications sur l'évaluation des bénéfices et des coûts d'une analyse coût-bénéfice sont discutées. Il est également proposé une façon de les calculer dans le cadre dit des « dommages évités ».

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]GEUSI [ADD1_IRSTEA]Hydrosystèmes et risques naturels [Type_IRSTEA]Rapport d'étude; L'objectif de cette note est de préciser la notion de situation de référence en cas de confortement de digue pour la réalisation d'une analyse coût-bénéfice. Le confortement de digue consiste à rendre une digue plus solide sans modifier l'objectif de protection originel. Pour caractériser la situation de référence, plusieurs options sont envisageables, en fonction des réactions plausibles du gestionnaire de la digue à sa rupture. Les implications sur l'évaluation des bénéfices et des coûts d'une analyse coût-bénéfice sont discutées. Il est également proposé une façon de les calculer dans le cadre dit des « dommages évités ».

The development of tools which allow establishing the in situ causal relationship between contaminant exposure and community response is a great challenge to improve the evaluation of ecotoxicological impacts in aquatic ecosystems. This is especially the case concerning the sediment compartment, which is still little taken into account in the ecological and ecotoxicological quality status assessment of aquatic ecosystems. Chronic contaminant exposure of aquatic communities can result in changes at the community level due to various toxicant-induced effects. These include individual physiological or genetic adaptation, and loss of sensitive species. In microbial communities, these changes can ultimately increase the community tolerance to toxicants in line with the PICT (pollution induced community tolerance) concept. The study of such adaptation processes, which are generally specific for a class of contaminants (according to their mode of action and/or molecular structure), offers new insights to better assess the relationship between contaminant exposure and microbial community responses. In sediment, PICT approach could thus allow to evaluate the ecotoxicological impacts on benthic microbial communities and the resulting effects on the ecological quality of aquatic ecosystems. In this context, the proposed action aims to validate and apply PICT approaches to assess the ecotoxicological impact of various contaminants on sediment microbial communities in lotic and lentic ecosystems. Finally, the action should contribute to improve the assessment of the ecotoxicological effects of chemicals in sediments and to provide an ecotoxicological tool focusing at the community level. The purpose of this report is to describe in detail a developed and validated protocol for measuring and comparing the level of tolerance of sediment heterotrophic microbial communities to metals in order to perform PICT approaches in this compartment using toxicity tests on the enzymatic activity beta-glucosidase (β-Glu)., Le développement d'outils permettant d'établir in situ des liens entre la présence de contaminants et la réponse des communautés aquatiques exposées représente un enjeu important en vue d'appréhender plus finement l'impact de ces substances sur la qualité écologique des milieux aquatiques récepteurs. Cela est particulièrement vrai au niveau du compartiment sédimentaire qui reste peu pris en compte dans l'évaluation de la qualité écologique et écotoxicologique des milieux aquatiques. L'exposition chronique des communautés aquatiques aux contaminants peut se traduire par la sélection d'espèces tolérantes mais également par des phénomènes d'adaptation génétique ou physiologique. Au sein des communautés microbiennes, ces processus d'adaptation peuvent ainsi engendrer l'acquisition et le développement de capacités de tolérance, conformément au concept PICT (« Pollution Induced Community Tolerance »). L'étude de ces capacités adaptatives, généralement assez spécifiques d'un composé ou d'une famille de composés, s'avère donc très prometteuse pour établir en milieu aquatique des liens entre exposition et effets biologiques sur les communautés microbiennes. Au niveau du sédiment, l'approche PICT pourrait ainsi renseigner sur l'impact écotoxicologique des contaminants sur les communautés microbiennes benthiques et sur ses conséquences sur la qualité écologique des milieux aquatiques. Dans ce contexte, l'action proposée vise à valider et appliquer des approches PICT pour évaluer l'impact écotoxicologique de différents contaminants sur les communautés microbiennes dans des sédiments de milieux lotiques et lacustres afin de contribuer à l'amélioration des procédures d'évaluation des impacts écotoxicologiques des substances chimiques dans ce compartiment et à une meilleure prise en compte des effets à l'échelle des communautés. Ce rapport a pour objectif de décrire en détail un protocole développé et validé pour mesurer et comparer le niveau de tolérance de communautés microbiennes hétérotrophes de sédiments aux métaux dans le cadre des approches PICT réalisées dans ce compartiment (quel que soit le type de milieu aquatique) à partir de tests de toxicité réalisés via des mesures de l'activité enzymatique bêta-glucosidase (β-Glu).

Cet avis porte sur la méthodologie de la mise en oeuvre de l'analyse coût-bénéfice des travaux de sécurisation de la digue de Saint-Laurent-du-Var - tronçon ZI Actions 7.3 de l'avenant au PAPI Var 2.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARE [ADD1_IRSTEA]Systèmes aquatiques soumis à des pressions multiples; Water temperature is one of the most important parameters for the organization of lentic aquatic ecosystems. It is also defined as one of the parameters supporting biology in the European Water Framework Directive. Water temperature is also a decisive parameter for water quality because temperature is a parameter that controls chemical reactions and both mass and energy exchanges in water bodies and at the mixing areas receiving inflows from watersheds. Consequently, the effects of anthropic physicochemical pressures from watersheds on lentic water bodies are partly controlled by the temperatures of the two water bodies, the water mass and streams. In parallel, temperature is in turn modified by a change in water quality. Indeed, the quality of water is determinant for its transparency, and the latter influences the vertical distribution of the solar radiation energy absorbed by the water body through the surface. The response of a lake to meteorological and climatic conditions is therefore partly dependent on the conditions of transparency and therefore the water quality. This report presents the results of a research project on a DCE water temperature indicator in order to link the quality thresholds of the transparency parameter (Danis & Roubeix, 2014) to study the effect of water quality on water temperature. For this, the GLM (General Lake Model) mechanistic model has been used to simulate the temperature of water under transparency conditions corresponding to different levels of quality. And these simulations might be used to calculate the threshold values for the water temperature parameter. Furthermore, in situ data were used to analyse the recent thermal behaviour of French water bodies. The analysis showed an influence of the morphometry of the water bodies, in particular their depth, on their thermal behaviour. In particular, the study has shown that the depth of water bodies conditions the effect of changes in transparency on thermal behaviour.; La température de l'eau est un des paramètres les plus importants pour l'organisation des écosystèmes aquatiques lentiques. Elle est d'ailleurs définie comme un des paramètres soutenant la biologie dans la Directive Cadre européenne sur l'Eau. La température de l'eau est aussi un paramètre déterminant pour la qualité de l'eau car la température est un paramètre de contrôle à la fois des réactions chimiques et à la fois des échanges de masse et d'énergie au sein des masses d'eau lentiques et au niveau des zones de mélange des apports depuis les bassins versants. Par conséquent, les effets des pressions physico-chimiques anthropiques depuis les bassins versants, sur les masses d'eau lentiques sont en partie contrôlés par les températures des deux masses d'eau, plan d'eau et cours d'eau. En parallèle, la température est à son tour modifiée par un changement de la qualité de l'eau. En effet, la qualité d'une eau est déterminante pour sa transparence, et cette dernière influence la répartition verticale de l'énergie apportée par le rayonnement solaire au plan d'eau à travers la surface. La réponse d'un lac à des conditions météorologiques et climatiques est donc en partie dépendante des conditions de transparence et donc de la qualité d'eau. Ce rapport présente les résultats d'un travail de recherche d'un indicateur de température de l'eau DCE afin de relier les seuils de qualité du paramètre transparence (Danis & Roubeix, 2014) pour étudier l'effet de la qualité de l'eau sur la température de l'eau. Pour ça, un modèle mécaniciste GLM (General Lake Model) a permis de simuler la température de l'eau sous de conditions de transparence correspondantes à différents niveaux de qualité. Et ces simulations pourraient être utilisées pour calculer les valeurs seuils pour le paramètre température de l'eau. Par ailleurs, des données in situ ont été utilisées pour analyser le comportement thermique récent des plans d'eau français. L'analyse a montré une influence de la morphométrie des plans d'eau, en particulier de leur profondeur, sur leur comportement thermique. En particulier, l'étude a montré que la profondeur des plans d'eau conditionne l'effet des variations de la transparence sur le comportement thermique.

The structuring of biotic communities nowadays appears to be the result of an interaction between deterministic and stochastic processes. Environmental filtering and dispersion processes appear to be determining factors for the structuring of communities, but their relative importance is still poorly understood because they are conditioned by the spatial scales and levels of anthropisation considered. While multi-scale quantitative approaches are therefore strongly recommended to better understand how local and regional processes affect communities, they are still too rare in the literature. We have thus tried to set up this type of study, taking as a model organism the diatoms, primary producers playing a key role in aquatic ecosystems. The objective was to understand the role of deterministic and stochastic processes in the structuring of benthic diatom meta-communities in rivers subjected to different levels of eutrophication, depending on the position of the site in the hydrographic network. Our work has led to the development of an innovative method capable of measuring the influence mass effect on diatom communities. The mass effect allows a species to survive outside its environmental optimum thanks to the constant arrival of individuals through an immigration process, thus leading to a strong homogenization of communities. A better understanding of this mechanism represents a significant step forward, particularly in the context of the global decline in biodiversity. This phenomenon also has an impact on bio-indication methods for environmental quality, since the presence of species in habitats that are a priori unfavourable to them can potentially mask the effect of local environmental conditions on communities, and thus induce a bias in the assessment of the ecological status of watercourses. Our results are in line with this, revealing that taking this process into account when calculating Diatom Biological Index allows a more effective response of the scores to the local environment, thus highlighting the importance of taking dispersion processes into account when developing new bio-indication methods.; La structuration des communautés biotiques apparaît aujourd'hui comme étant le résultat d'une interaction entre processus déterministes et stochastiques. Les filtres environnementaux ainsi que les processus de dispersion apparaissent comme des facteurs déterminants pour la structuration des communautés, mais leur importance relative est encore mal comprise car conditionnée par les échelles spatiales, et les niveaux d'anthropisation considérés. Si des approches quantitatives multi-échelles sont donc vivement recommandées pour mieux comprendre comment les processus locaux et régionaux affectent les communautés, celles-ci sont encore trop rares dans la littérature. Nous avons ainsi tenté de mettre en place ce type d'étude, en prenant comme organisme modèle les diatomées, producteurs primaires jouant un rôle clef au sein des écosystèmes aquatiques. L'objectif était d'appréhender le rôle des processus déterministes et stochastiques dans la structuration des méta-communautés de diatomées benthiques en cours d'eau soumises à différents niveaux d'eutrophisation, en fonction de la position du site dans le réseau hydrographique. Nos travaux ont permis de développer une méthode innovante capable de mesurer l'influence de l'effet de masse sur les communautés de disperseurs passifs que sont les diatomées. Ce processus permet à une espèce de subsister en dehors de son optimum environnemental grâce à l'arrivée constante d'individus via un processus d'immigration, induisant de fait une forte homogénéisation des communautés. Une meilleure compréhension de ce mécanisme représente une avancée conséquente, notamment dans le cadre du déclin mondial de la biodiversité. Ce phénomène impacte également significativement les méthodes de bio-indication de la qualité des milieux puisque la présence d'espèces dans des habitats qui leur sont a priori peu favorables peut potentiellement masquer l'effet des conditions locales du milieu sur les communautés, et ainsi induire un biais dans l'évaluation de l'état écologique des cours d'eau. Nos résultats vont dans ce sens, en révélant que la prise en compte de ce processus dans le calcul de l'Indice Biologique Diatomées permet une réponse plus fine de l'indice à l'environnement local, mettant ainsi en évidence l'importance de prendre en compte les processus de dispersion lors de l'élaboration de nouvelles méthodes de bio-indication.

En 2018 le code source du logiciel IRIP-Rail © de la SNCF a été expertisé dans l'objectif d'évaluer l'intérêt de récupérer certaines parties du code, cela afin de développer une version libre. Ce travail a conduit aux conclusions suivantes : La version IRIP 1.0, mise à disposition en 2013 par SNCF présente aujourd'hui un certain nombre de limites qu'il convient de résoudre, en particulier en l'adaptant à l'évolution des librairies qu'elle utilise. L'action S.R.N.H 1.4.6 a permis d'évaluer en détail le code source, de tester la stabilité du code, de confirmer les droits d'usage des différentes librairies auxquelles ce code fait appel. La première phase de ce travail a conclu à la nécessité de réécrire le code en langage Python 3 pour assurer les mises à jour et le caractère évolutif. Il a ainsi été identifié de créer : -Une version en « ligne de commandes » sans interface graphique, à l'usage des chercheurs pour tester différents indicateurs ; -Une version dite « plugin QGIS » à l'usage des opérationnels, et qui offre l'avantage d'une interactivité graphique et géo-référencées. La deuxième phase de ce travail a permis la création des deux versions. La version en « ligne de commande » est aujourd'hui fonctionnelle mais nécessite encore des ajustements qui seront validés en 2019 via des tests. La version « plugin QSGIS » permet aujourd'hui de réaliser une des cartes de la méthode IRIP. Son développement sera poursuivi en 2019. La réflexion sur l'architecture, l'alimentation et les fonctionnalités de la base de données « incidents liés au ruissellement intense » est toujours en cours et sera développée en 2019. C'est un support indispensable à l'évaluation et au « calage » régional de la méthode IRIP.

The Water Framework Directive implementation requires a regular ecological status assessment of water bodies within the framework of 6-year management plans. The objective is to avoid the degradation of the ecological status or to restore the Good Ecological State to the deadline foreseen in the SDAGE, ie no later than the end of 2027. In that purpose, a first national "Evaluation Circular" was published in July 2005. Since then, this official text has already been subjected to several updates, the previous one (i.e. Evaluation Decree of 27 July 2015) still having force of application on most types of French rivers. However, the very large rivers at the meaning of the WFD (catchment area exceeding 10 000 km2 at the observation station) were not yet covered by a coherent national assessment system, because of certain specific difficulties encountered in our country and at the European level (in particular, complete absence of true references on such hydrosystems, subjected to significant anthropogenic pressures). The present action, supported by the Irstea-ONEMA action-sheet N ° 23 "Vegetal bio-indication in watercourses" (2016-2018), aimed to fill this regulatory deficit as quickly as possible by proposing a new national ad hoc system harmonized from the start, as far as possible, with the other European Member States. In that aim, the work carried out in the research team CARMA (now ECOVEA) consisted to: on the one hand, gather and analyze comparable national data obtained in a sufficiently homogeneous manner on these types of hydrosystems in the context of surveillance networks (IBD2007 data collected from 2007 to 2013); on the other hand, participate in a European exercise of intercalibration of the evaluation systems of such rivers, whose organization was concomitant to the realization of this national study. A first intercalibration exercise leaded by the "Large Rivers" X-GIG was carried out in 2012-2013 on various biological quality elements. In such circumstances, a bit too early compared to the progress of our own national reflection, France participated by providing data and as a mere external observer, but has not been subjected to the intercalibration. During this first exercise, participating countries were able to agree on a consensually defined default level of reference for this type of hydrosystems, and intercalibrated their national methods on that basis. A pressure-impact relationship between the PO4 content of waters and responses of the intercalibration common metric (diatomic ICM) has been established, from which a shared vision of good status of the LRs has been defined. Between 2015 and 2017, France took part in the second intercalibration exercise entitled "Fit-in exercise", leaded under the joint coordination of Bulgaria and Austria, which directly used the results previously obtained by the "LR" X-GIG and involved the participation of 8 different Member States. The results of this second collective exercise, communicated orally and informally during 2017, were validated through the official publication of the Decision EU 2018/229 (February 12th, 2018), authorizing at the same time the enforcement of the new evaluation system proposed by France in the context of that exercise. The incorporation of this new system inside an amendment to the French "Evaluation Decree" has therefore been proposed between October 2017 and February 2018, then signed (July 27th, 2018) and published at the JORF August 28th, 2018). The new assessment system is based on 3 evaluation grids that make it possible to assess in a differentiated and judicious way 3 types of large rivers (poorly-mineralized lowlands; mineralized lowlands; large rivers directly issued from mountain areas).; La mise en oeuvre de la Directive Cadre sur l'Eau requiert l'évaluation régulière de l'Etat Ecologique des masses d'eau, dans le cadre de plans de gestion de 6 ans. L'objectif poursuivi est d'éviter la dégradation de l'Etat Ecologique, ou de restaurer le Bon Etat Ecologique à l'échéance prévue dans les SDAGE, et au plus tard à fin 2027. Dans cet objectif, une première Circulaire Nationale Evaluation a été publiée en Juillet 2005. Ce texte a depuis fait l'objet de plusieurs réactualisations dont la précédente (Arrêté Evaluation du 27 Juillet 2015) avait force d'application sur la plupart de nos types de cours d'eau nationaux. Cependant, les très grands cours d'eau au sens de la DCE (surface cumulée de bassin versant dépassant les 10 000 km2 à la station d'observation) n'y étaient pas encore couverts par un dispositif d'évaluation cohérent du fait de certaines difficultés spécifiques rencontrées à notre échelle nationale comme à l'échelle Européenne, dont l'absence complète de références vraies sur de tels systèmes relativement à fortement anthropisés. La présente action, soutenue dans le cadre de la fiche-action Irstea-ONEMA N° 23 « Bio-indication végétale en cours d'eau » (2016-2018), avait pour but de combler au plus vite ce déficit réglementaire en proposant un nouveau dispositif national ad hoc, si possible harmonisé d'emblée avec les autres Etats-Membres Européens. Dans cette optique, le travail a d'une part consisté à rassembler et à analyser les données comparables obtenues selon un mode suffisamment homogène sur ces types d'hydrosystèmes dans le cadre des réseaux de surveillance nationaux (données IBD2007 recueillies de 2007 à 2013) ; il a d'autre part couvert la participation à un exercice européen d'intercalibration des systèmes d'évaluation de tels cours d'eau, dont l'organisation était concomitante à ce chantier national. Un premier exercice d'intercalibration européenne avait été réalisé en 2012-2013 par le X-GIG "Large Rivers" sur divers maillons-clés biologiques. Dans ce contexte un peu prématuré par rapport aux avancées de notre propre réflexion nationale, la France a participé par la fourniture de données et en tant qu'observateur externe, mais ne s'est pas prêtée à l'intercalibration. Durant ce premier exercice, les pays participants ont pu se mettre d'accord sur un niveau de référence par défaut, qui a été défini sur un mode consensuel pour ce type d'hydrosystèmes, et ont ensuite intercalibré leurs méthodes nationales sur cette base. Une relation pression-impact entre la teneur en PO4 des eaux et les réponses de la métrique commune d'inter-calibration (ICM diatomique) a été établie, à partir de laquelle une vision partagée du bon état des très grands cours d'eau a été définie. Entre 2015 et 2017, la France a donc pris part au deuxième exercice d'intercalibration intitulé "Fit-in exercise", mené sous la coordination conjointe de la Bulgarie et de l'Autriche avec la participation de 8 États membres différents, et qui s'est appuyé sur les résultats précédemment obtenus par le "LR" X-GIG. Les résultats de cet exercice collectif, communiqués par oral et de manière informelle courant 2017, ont été officialisés par la signature de la décision UE 2018/229 du 12-02-2018, validant du même coup le prototype de système d'évaluation proposé par la France dans le cadre de cet exercice. L'intégration du nouveau système dans un modificatif de l'Arrêté "Evaluation" français, proposée entre octobre 2017 et février 2018, est devenue officielle suite à la signature de ce nouveau texte en date du 27 juillet 2018 (Arrêté paru au JORF du 28 Août 2018). Ce nouveau système d'évaluation se base sur 3 grilles différentes qui permettent d'évaluer de manière différenciée et judicieuse 3 types de grands fleuves (plaines peu minéralisées, plaines minéralisées; grands cours d'eau directement issus de massifs montagneux).

This report describes the work done in 2017 by Irstea, INRA, ONF and CNPF in the frame of a joint research programme dedicated to seed orchard testing. Two species or groups of species were involved: Douglas-fir and larch. With regard to Douglas-fir, the common network of comparative trials has recently been completed. Actions now aim to improve our knowledge on the performance of the 8 French seed orchards considering adaptive traits, vigor and stem form. In 2017, first results were obtained for three additional traits: growth in diameter, branch angle and branch density. For larch, the 'calling card' of the hybrid variety Rêve-vert enlarged with new results for important wood traits. In addition, other studies were continued: artificial inoculation of larch canker to assess clone vulnerability, identification of hybrid materials using near infrared spectrometry (NIRS).; Ce rapport présente les actions entreprises en 2017 par Irstea, l'INRA, l'ONF et le CNPF dans le cadre de l'évaluation des variétés issues des vergers à graines de l'Etat. Elles concernent le Douglas et les mélèzes. Pour le Douglas, le réseau national d'évaluation des vergers à graines de l'Etat se trouve à présent dans sa configuration définitive. Les principales actions visent à comparer les performances des variétés pour des caractères adaptatifs, la croissance et la forme de l'arbre. En 2017, de premiers résultats ont été obtenus pour trois nouveaux caractères : la croissance en diamètre, la densité de branches et leur angle d'insertion. Pour le mélèze, la connaissance des performances de la variété hybride Rêve-vert a progressé grâce à la caractérisation de caractères déterminant la qualité du bois (densité et duraminisation). D'autre part, plusieurs études se sont poursuivies : estimation de la vulnérabilité au chancre des clones des vergers de mélèze d'Europe, identification des hybrides par spectrométrie infrarouge.

La technique de mesure de débit des cours d'eau par profileur hydro-acoustique ADCP est de plus en plus répandue parmi les services de production de données hydrométriques. Les évolutions récentes des ADCP ont notamment permis l'utilisation de cet outil dans des rivières peu profondes. De nombreuses études ont montré que les valeurs de débit obtenues au moyen de cette technique de jaugeage ne sont significativement pas biaisées. Néanmoins, pour évaluer la qualité des données produites pour toutes les situations de jaugeage (des plus favorables au plus défavorables), il est nécessaire de conduire une analyse d'incertitude. Ce rapport présente deux approches. La première méthode, nommée OURSIN, se base sur la méthode GUM. La seconde propose l'utilisation d'essais interlaboratoires pour décomposer les sources d'incertitudes liées à l'effet opérateur et liées à l'effet section de mesure.

Dans un contexte où les pressions anthropiques n'ont pas cessé d'augmenter depuis la fin du 18ème siècle, il est primordial de disposer d'outils de bio-indication robustes. Ces derniers nous permettent de suivre l'évolution de l'état de santé des écosystèmes lacustres français sous l'impulsion de l'Union européenne, par l'intermédiaire de la Directive Cadre Européenne sur l'Eau (DCE, 2000). Le présent travail s'insère dans la continuité des développements d'un indice multi-métrique pour l'évaluation de l'état écologique des plans d'eau en ce qui concerne le compartiment phytoplancton. Dans ce rapport, nous expliquons les modifications que nous avons apportées à la base de données « phytoplancton » d'Aix-en-Provence. Puis nous montrons comment il est possible d'utiliser des modèles de « machine learning » pour résoudre diverses problématiques : séparation de la base de données en groupes géographiques, extraction de seuils physico-chimiques et essais d'élaboration d'une nouvelle métrique. Nous avons mis en évidence qu'il était possible de diviser notre base de données modifiée en quatre groupes typologiques via la méthode des « k-means ». Une refonte de la méthode des « Gradient Forest » nous a permis d'extraire des seuils physico-chimiques dans chacun de ces quatre groupes. De plus, nous avons montré que les modèles « Random Forest » pouvaient être une bonne alternative aux méthodes classiques, pour le développement d'une métrique de bio-indication ou de diagnostic. Dans ce cadre-là, nous pensons que ces méthodes innovantes d'intelligence artificielle peuvent être un atout de taille dans l'aide au développement d'indices de bio-indication lacustres. Ces outils de diagnostic sont indissociables de la protection des écosystèmes aquatiques, étant donné qu'ils permettent de rendre compte des pressions anthropiques subies par ces systèmes aquatiques complexes.

Cette étude évalue les capacités du LiDAR à détecter la structure particulière des forêts matures. Elle teste l'intérêt de métriques spécifiques liées aux attributs de maturité : • Les métriques LiDAR caractérisant la distribution des hauteurs ou la taille des couronnes des arbres détectés, • Les métriques LiDAR caractérisant la répartition verticale de la végétation (stratification), • Les métriques LiDAR relatives à l'intensité des signaux retour. Les métriques retenues par les modèles pour estimer la maturité forestière sont les métriques calculées à l'échelle de l'arbre avec, o Conformément à nos hypothèses, un effet positif : De la densité des arbres les plus hauts (Treesup30_density) De la distribution des hauteurs (Tree_sdH) De la surface des couronnes (Tree_meanCrownSurface) o Contrairement à nos hypothèses, un effet parfois négatif de l'« ouverture du couvert » (TreeInf10.density, p.hmin) et une absence d'effet des métriques liées à l'intensité des signaux.

Dans le cadre de la programmation pluriannuelle Aquaref, Irstea est impliqué depuis 2012 dans une action inter-organismes (Fiche-Action B) qui vise à évaluer et à quantifier les incertitudes liées aux méthodes hydrobiologiques utilisées dans le cadre de la surveillance et de l'évaluation des hydrosystèmes de France. Durant les deux premiers cycles de gestion des Masses d'Eau, les résultats des méthodes abiotiques et biologiques de surveillance des hydrosystèmes étaient utilisés directement, sans estimation d'intervalle de confiance spécifique aux méthodes élémentaires. Faute de processus plus raffiné, l'incertitude attachée à l'évaluation des Masses d'Eau était abordée par un système simple et global d'appréciation du niveau de confiance attribuable à chaque étape du processus de classification, qui s'appuyait sur un arbre de décision faisant partie intégrante des Circulaires et Arrêtés d'Evaluation successivement en vigueur (2005, puis 2010). Cependant, cette pratique ne répondait que partiellement aux attentes de la DCE, qui demande notamment de mieux cerner l'incertitude associée à chaque méthode biologique indicielle, afin d'assortir le résultat obtenu d'un intervalle de confiance permettant de consolider l'évaluation d'état écologique. Dans ce contexte général, sous l'égide d'Aquaref, un travail d'état de l'art, de bilan d'étape, de réflexion et de proposition méthodologique pour une meilleure prise en compte de l'incertitude en hydrobiologie a été réalisé en 2012, qui s'est appuyé sur les réflexions menées par le réseau partenarial inter-organismes de ce consortium dans le cadre du groupe de travail national « Incertitude ». Ce travail s'est conclu par l'édition d'un rapport à dominante méthodologique intitulé « L'incertitude en hydrobiologie : concepts et applications ». A la suite de cette réflexion structurante menée par le collectif Aquaref, il a notamment été décidé de lancer, à partir de l'année 2013, un programme national de collecte de données inter-opérateurs permettant de travailler sur les incertitudes liées à l'application du protocole d'acquisition de la donnée hydrobiologique pour deux méthodes végétales : la méthode « diatomées en cours d'eau » et la méthode « macrophytes en cours d'eau ». C'est dans ce cadre que la présente étude, qui avait pour but de quantifier l'incertitude liée à l'effet inter-opérateurs dans le cadre de l'application de l'IBD 2007 sur cours d'eau, a démarré par la réalisation de 2 campagnes annuelles de prélèvements 2013 et 2014, réalisées conjointement par 3 types de partenaires différents (diatomistes des DREAL, de Bureaux d'Étude et d'Irstea). Un rapport d'étape, rédigé par Irstea fin 2015, établissait un bilan d'avancement et tirait les premiers enseignements opérationnels de ce premier volet d'étude. Le présent rapport final reprend l'exploitation de cette première démarche centrée sur l'effet inter-opérateurs et aborde ensuite les deux aspects complémentaires suivants : Volet 2 : Etude de la variabilité interannuelle des notes d'indices attribuable à la variabilité naturelle du milieu, Volet 3 : Evaluation d'impact de la variabilité des notes liées à l'effet inter-opérateur sur l'incertitude d'attribution d'une classe d'état écologique sur un site à partir du compartiment diatomique, à 2 niveaux différents de résolution temporelle (à l'année, puis par demi-Plan de Gestion des Masses d'Eau). Au final, les résultats de cette étude considérée dans sa globalité permettent de mieux cerner l'incertitude occasionnée par deux sources principales de variabilités sur les résultats d'une méthode hydrobiologique d'évaluation (l'IBD 2007 sur cours d'eau), et de cadrer statistiquement la robustesse globale de l'évaluation d'état écologique ainsi produite dans le cadre d'application de la DCE.

The Water Framework Directive implementation requires a regular ecological status assessment of water bodies within the framework of 6-year management plans. The objective is to avoid the degradation of the ecological status or to restore the Good Ecological State to the deadline foreseen in the SDAGE, ie no later than the end of 2027. In that purpose, a first national "Evaluation Circular" was published in July 2005. Since then, this official text has already been subjected to several updates, the previous one (i.e. Evaluation Decree of 27 July 2015) still having force of application on most types of French rivers. However, the very large rivers at the meaning of the WFD (catchment area exceeding 10 000 km2 at the observation station) were not yet covered by a coherent national assessment system, because of certain specific difficulties encountered in our country and at the European level (in particular, complete absence of true references on such hydrosystems, subjected to significant anthropogenic pressures). The present action, supported by the Irstea-ONEMA action-sheet N ° 23 "Vegetal bio-indication in watercourses" (2016-2018), aimed to fill this regulatory deficit as quickly as possible by proposing a new national ad hoc system harmonized from the start, as far as possible, with the other European Member States. In that aim, the work carried out in the research team CARMA (now ECOVEA) consisted to: on the one hand, gather and analyze comparable national data obtained in a sufficiently homogeneous manner on these types of hydrosystems in the context of surveillance networks (IBD2007 data collected from 2007 to 2013); on the other hand, participate in a European exercise of intercalibration of the evaluation systems of such rivers, whose organization was concomitant to the realization of this national study. A first intercalibration exercise leaded by the "Large Rivers" X-GIG was carried out in 2012-2013 on various biological quality elements. In such circumstances, a bit too early compared to the progress of our own national reflection, France participated by providing data and as a mere external observer, but has not been subjected to the intercalibration. During this first exercise, participating countries were able to agree on a consensually defined default level of reference for this type of hydrosystems, and intercalibrated their national methods on that basis. A pressure-impact relationship between the PO4 content of waters and responses of the intercalibration common metric (diatomic ICM) has been established, from which a shared vision of good status of the LRs has been defined. Between 2015 and 2017, France took part in the second intercalibration exercise entitled "Fit-in exercise", leaded under the joint coordination of Bulgaria and Austria, which directly used the results previously obtained by the "LR" X-GIG and involved the participation of 8 different Member States. The results of this second collective exercise, communicated orally and informally during 2017, were validated through the official publication of the Decision EU 2018/229 (February 12th, 2018), authorizing at the same time the enforcement of the new evaluation system proposed by France in the context of that exercise. The incorporation of this new system inside an amendment to the French "Evaluation Decree" has therefore been proposed between October 2017 and February 2018, then signed (July 27th, 2018) and published at the JORF August 28th, 2018). The new assessment system is based on 3 evaluation grids that make it possible to assess in a differentiated and judicious way 3 types of large rivers (poorly-mineralized lowlands; mineralized lowlands; large rivers directly issued from mountain areas).; La mise en oeuvre de la Directive Cadre sur l'Eau requiert l'évaluation régulière de l'Etat Ecologique des masses d'eau, dans le cadre de plans de gestion de 6 ans. L'objectif poursuivi est d'éviter la dégradation de l'Etat Ecologique, ou de restaurer le Bon Etat Ecologique à l'échéance prévue dans les SDAGE, et au plus tard à fin 2027. Dans cet objectif, une première Circulaire Nationale Evaluation a été publiée en Juillet 2005. Ce texte a depuis fait l'objet de plusieurs réactualisations dont la précédente (Arrêté Evaluation du 27 Juillet 2015) avait force d'application sur la plupart de nos types de cours d'eau nationaux. Cependant, les très grands cours d'eau au sens de la DCE (surface cumulée de bassin versant dépassant les 10 000 km2 à la station d'observation) n'y étaient pas encore couverts par un dispositif d'évaluation cohérent du fait de certaines difficultés spécifiques rencontrées à notre échelle nationale comme à l'échelle Européenne, dont l'absence complète de références vraies sur de tels systèmes relativement à fortement anthropisés. La présente action, soutenue dans le cadre de la fiche-action Irstea-ONEMA N° 23 « Bio-indication végétale en cours d'eau » (2016-2018), avait pour but de combler au plus vite ce déficit réglementaire en proposant un nouveau dispositif national ad hoc, si possible harmonisé d'emblée avec les autres Etats-Membres Européens. Dans cette optique, le travail a d'une part consisté à rassembler et à analyser les données comparables obtenues selon un mode suffisamment homogène sur ces types d'hydrosystèmes dans le cadre des réseaux de surveillance nationaux (données IBD2007 recueillies de 2007 à 2013) ; il a d'autre part couvert la participation à un exercice européen d'intercalibration des systèmes d'évaluation de tels cours d'eau, dont l'organisation était concomitante à ce chantier national. Un premier exercice d'intercalibration européenne avait été réalisé en 2012-2013 par le X-GIG "Large Rivers" sur divers maillons-clés biologiques. Dans ce contexte un peu prématuré par rapport aux avancées de notre propre réflexion nationale, la France a participé par la fourniture de données et en tant qu'observateur externe, mais ne s'est pas prêtée à l'intercalibration. Durant ce premier exercice, les pays participants ont pu se mettre d'accord sur un niveau de référence par défaut, qui a été défini sur un mode consensuel pour ce type d'hydrosystèmes, et ont ensuite intercalibré leurs méthodes nationales sur cette base. Une relation pression-impact entre la teneur en PO4 des eaux et les réponses de la métrique commune d'inter-calibration (ICM diatomique) a été établie, à partir de laquelle une vision partagée du bon état des très grands cours d'eau a été définie. Entre 2015 et 2017, la France a donc pris part au deuxième exercice d'intercalibration intitulé "Fit-in exercise", mené sous la coordination conjointe de la Bulgarie et de l'Autriche avec la participation de 8 États membres différents, et qui s'est appuyé sur les résultats précédemment obtenus par le "LR" X-GIG. Les résultats de cet exercice collectif, communiqués par oral et de manière informelle courant 2017, ont été officialisés par la signature de la décision UE 2018/229 du 12-02-2018, validant du même coup le prototype de système d'évaluation proposé par la France dans le cadre de cet exercice. L'intégration du nouveau système dans un modificatif de l'Arrêté "Evaluation" français, proposée entre octobre 2017 et février 2018, est devenue officielle suite à la signature de ce nouveau texte en date du 27 juillet 2018 (Arrêté paru au JORF du 28 Août 2018). Ce nouveau système d'évaluation se base sur 3 grilles différentes qui permettent d'évaluer de manière différenciée et judicieuse 3 types de grands fleuves (plaines peu minéralisées, plaines minéralisées; grands cours d'eau directement issus de massifs montagneux).

Cet avis porte sur la méthodologie de la mise en oeuvre de l'analyse coût-bénéfice du PAPI Saint-Martin.

Dans le cadre de la programmation pluriannuelle Aquaref, Irstea est impliqué depuis 2012 dans une action inter-organismes (Fiche-Action B) qui vise à évaluer et à quantifier les incertitudes liées aux méthodes hydrobiologiques utilisées dans le cadre de la surveillance et de l'évaluation des hydrosystèmes de France. Durant les deux premiers cycles de gestion des Masses d'Eau, les résultats des méthodes abiotiques et biologiques de surveillance des hydrosystèmes étaient utilisés directement, sans estimation d'intervalle de confiance spécifique aux méthodes élémentaires. Faute de processus plus raffiné, l'incertitude attachée à l'évaluation des Masses d'Eau était abordée par un système simple et global d'appréciation du niveau de confiance attribuable à chaque étape du processus de classification, qui s'appuyait sur un arbre de décision faisant partie intégrante des Circulaires et Arrêtés d'Evaluation successivement en vigueur (2005, puis 2010). Cependant, cette pratique ne répondait que partiellement aux attentes de la DCE, qui demande notamment de mieux cerner l'incertitude associée à chaque méthode biologique indicielle, afin d'assortir le résultat obtenu d'un intervalle de confiance permettant de consolider l'évaluation d'état écologique. Dans ce contexte général, sous l'égide d'Aquaref, un travail d'état de l'art, de bilan d'étape, de réflexion et de proposition méthodologique pour une meilleure prise en compte de l'incertitude en hydrobiologie a été réalisé en 2012, qui s'est appuyé sur les réflexions menées par le réseau partenarial inter-organismes de ce consortium dans le cadre du groupe de travail national « Incertitude ». Ce travail s'est conclu par l'édition d'un rapport à dominante méthodologique intitulé « L'incertitude en hydrobiologie : concepts et applications ». A la suite de cette réflexion structurante menée par le collectif Aquaref, il a notamment été décidé de lancer, à partir de l'année 2013, un programme national de collecte de données inter-opérateurs permettant de travailler sur les incertitudes liées à l'application du protocole d'acquisition de la donnée hydrobiologique pour deux méthodes végétales : la méthode « diatomées en cours d'eau » et la méthode « macrophytes en cours d'eau ». C'est dans ce cadre que la présente étude, qui avait pour but de quantifier l'incertitude liée à l'effet inter-opérateurs dans le cadre de l'application de l'IBD 2007 sur cours d'eau, a démarré par la réalisation de 2 campagnes annuelles de prélèvements 2013 et 2014, réalisées conjointement par 3 types de partenaires différents (diatomistes des DREAL, de Bureaux d'Étude et d'Irstea). Un rapport d'étape, rédigé par Irstea fin 2015, établissait un bilan d'avancement et tirait les premiers enseignements opérationnels de ce premier volet d'étude. Le présent rapport final reprend l'exploitation de cette première démarche centrée sur l'effet inter-opérateurs et aborde ensuite les deux aspects complémentaires suivants : Volet 2 : Etude de la variabilité interannuelle des notes d'indices attribuable à la variabilité naturelle du milieu, Volet 3 : Evaluation d'impact de la variabilité des notes liées à l'effet inter-opérateur sur l'incertitude d'attribution d'une classe d'état écologique sur un site à partir du compartiment diatomique, à 2 niveaux différents de résolution temporelle (à l'année, puis par demi-Plan de Gestion des Masses d'Eau). Au final, les résultats de cette étude considérée dans sa globalité permettent de mieux cerner l'incertitude occasionnée par deux sources principales de variabilités sur les résultats d'une méthode hydrobiologique d'évaluation (l'IBD 2007 sur cours d'eau), et de cadrer statistiquement la robustesse globale de l'évaluation d'état écologique ainsi produite dans le cadre d'application de la DCE.

Ce rapport d’étude fait la synthèse des travaux menés en 2015 et 2016, relatifs aux développements en laboratoire ainsi que les premiers déploiements in situ, sur les lacs aquitains, de la technique DGT pour l’échantillonnage passif des phosphates.

Particulate matters are a central point in the assessment of water bodies. A wide range of techniques is available for sampling of particulate matters (TSS / Sediment) in aquatic systems. The relevance of each technique is determined by the flows and dynamics of the particulate matters, the data requirements (limit of quantification, accuracy, uncertainty, representativity ...) and available resources. These factors determine the sampling strategy and method to be adopted and how the sample should be handled (transported and stored) after collection. It is therefore essential to pay particular attention to the following question: Which sampling approach (s) will provide the most representative sample? Sediment traps are collectors, boxes, or baskets, placed in the water column and which capture the particulate matters continuously by decantation. Once deployed, the water passes through the system in which a decrease in the velocity of the flow occurs, causing the particulate matters to decant in the tool. The objective of this action is to evaluate the potential of sediment traps in the monitoring of chemical contamination of aquatic environments. The main observations show that sediment traps can be integrated into strategies for the chemical monitoring of aquatic environments' contamination, in particular to: - Integrate the variability of contaminant concentrations in particulate matter; - Track chemical contamination of water bodies; - Improve the representativeness of the assessment of chemical contamination of aquatic environments by an integrated measure, in addition to integrative samplers; - Meet chemical monitoring requirements for EQS and whole water; in addition to passive integrative samplers; - Estimate flows of particulate contaminants.; La prise en compte des particules est un point central de l'évaluation des masses d'eaux. Un large éventail de techniques est disponible pour l'échantillonnage des particules (MES/Sédiments) dans les systèmes aquatiques. La pertinence de chaque technique est déterminée par les flux et dynamiques des particules, les exigences sur les données (limite de quantification, exactitude, incertitude, représentativité, ...) et les ressources disponibles. Ces facteurs déterminent la méthode d'échantillonnage à adopter et la manière dont l'échantillon devra être manipulé (transporté et stocké) après la collecte. Il est donc indispensable de porter une attention particulière à la question suivante : quelle(s) approche(s) d'échantillonnage fournira (ont) 'échantillon le plus représentatif ? Les pièges à particules sont des collecteurs, boîtes, ou paniers, placés dans la colonne d'eau et qui capturent les particules en continu par décantation. Une fois déployé, l'eau passe au travers du système au sein duquel une diminution de la vitesse du débit s'opère, provoquant la décantation des particules dans l'outil. L'objectif de cette action est d'évaluer le potentiel des pièges à particules dans le cadre de la surveillance de la contamination chimique des milieux aquatiques. Les principales observations démontrent que les pièges à particules peuvent être intégrés dans des stratégies de surveillance de la contamination chimique des milieux aquatiques, notamment pour : - Intégrer la variabilité des concentrations en contaminants dans les particules; - Suivre en tendance la contamination chimique des masses d'eau ; - Améliorer la représentativité de l'évaluation de la contamination chimique des milieux aquatiques par une mesure intégrée, en complément d'échantillonneurs intégratifs ; - Répondre aux exigences de surveillance de l'état chimique NQE et fraction eau totale ; en complément d'échantillonneurs intégratifs passifs ; - Estimer des flux de contaminants particulaires

Ce rapport décrit la manière dont nous avons modélisé et estimé l'efficacité et le coût de plusieurs mesures de réduction de la vulnérabilité des logements aux inondations.

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]GEUSI [ADD1_IRSTEA]Gestion intégrée de la ressource et des infrastructures [ADD2_IRSTEA]Équiper l'agriculture [Type_IRSTEA]Rapport d'étude; Irrigators can obtain subsidies from FEADER for their investment in irrigation equipment, provided their new irrigation infrastructure can potentially allow water savings of 5 to 25%, without having a negative impact on crop yield. In this purpose, an ex-ante assessment of potential water savings through the anticipated investment is necessary. Though, no methodology is available so far to quantify ex ante these water savings. The aim of this study was to develop a simple tool to allow farmers, irrigation advisors and institutions that examine the subsidy files, to assess ex-ante potential water savings that can be realised when switching from an existing system to a new one, taking into account the crop, soil and climate context of the installation. References on water savings realised at plot scale through the replacement of irrigation devices or irrigation management equipment were collected from different organisations. They represent a wide range of pedoclimatic conditions on the metropolitan French territory and are related to field crops, fruit and vegetable production. It appears that the values of achieved water savings show considerable variability. For a given crop, this variability is observed between different experiments because of the soil and climate characteristics. Within the same experiment, results are not systematically reproducible from year to year. The highest water savings are often observed during humid years and are less important in dry years. They also tend to be greater in soils with low water holding capacity. From these collected references, a referential of potentially achievable water savings through the change of irrigation equipment or irrigation management could be developed. In addition, a detailed analysis of irrigation efficiency was performed in order to determine the origin of irrigation water losses for different irrigation systems and quantify these losses. It allowed to differentiate potential water savings related to the performance of the irrigation system itself from those related to the irrigation practices. It pointed out that water savings are surely attributable to the modernisation of irrigation equipment (reduction of distribution heterogeneity, drift/direct evaporation during sprinkler irrigation, soil evaporation), but also to the irrigation management (reduction of drainage and residual water in soil after harvest). To promote water savings, it seems relevant to support, in parallel with the investments in water saving material, the improvement of irrigators' practices and, among others, irrigation scheduling.; Les irrigants peuvent prétendre à des aides financières européennes, sur fonds FEADER, pour leurs investissements d'hydraulique agricole, à condition que le nouveau système d'irrigation soit susceptible de permettre une économie d'eau de 5 à 25%, sans diminution du rendement des cultures. Pour cela, une évaluation ex-ante des économies d'eau potentielles permises par les investissements mis en oeuvre doit être réalisée. Cependant, à ce jour, il n'existe pas de méthodologie pour quantifier ex ante ces économies d'eau. L'objectif de cette étude est donc d'élaborer un outil simple qui permette aux exploitants agricoles, aux conseillers en irrigation et aux organismes instruisant les dossiers de subvention, d'évaluer ex ante les économies d'eau potentielles réalisables en passant d'un système d'irrigation existant à un système projeté, en tenant compte du contexte agro-pédo-climatique de l'installation. Des références d'économies d'eau réalisées à la parcelle, par un changement de matériel d'irrigation ou de pilotage de l'irrigation, ont été collectées auprès de divers organismes. Elles représentent un large éventail de conditions pédoclimatiques du territoire métropolitain et concernent les grandes cultures, l'arboriculture et le maraîchage. Il apparaît que les valeurs d'économies d'eau réalisées présentent une grande variabilité. Pour une même culture, cette variabilité s'observe entre les différents essais, en raison des caractéristiques du sol et du climat. Au sein d'un même essai, les résultats ne sont pas systématiquement reproductibles d'une année sur l'autre. Les économies d'eau les plus fortes sont souvent observées en année humide, alors qu'elles sont moins conséquentes en année sèche. De même, elles tendent à être plus importantes dans les sols à faible réserve utile. A partir des références collectées, un référentiel d'économies d'eau potentiellement réalisables par un changement de matériel d'irrigation ou de pilotage a pu être établi. En complément, une analyse fine de l'efficience de l'irrigation a été réalisée afin de déterminer la nature des pertes d'eau d'irrigation pour différents systèmes et de les quantifier. Elle a permis de distinguer les économies potentielles liées aux performances du système d'irrigation à proprement parler, de celles liées aux pratiques d'irrigation. Elle a mis en évidence que les économies d'eau sont imputables, certes, à la modernisation du matériel d'irrigation (réduction de l'hétérogénéité de la distribution, de la dérive/évaporation, de l'évaporation du sol), mais également à la conduite de l'irrigation (diminution du drainage, de l'eau résiduelle dans le sol après récolte). Afin de favoriser les économies d'eau, il apparaît donc important de soutenir, parallèlement aux investissements de matériels économes en eau, les améliorations de pratiques des irrigants avec, entre autres, le pilotage de l'irrigation.