Comment évaluer la vulnérabilité des écosystèmes ? La R&D d'EDF publie dans Nature Communications

Connaissez-vous l'auteur ?

Anthony Maire exerce au département au Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement (LNHE) et travaille principalement sur la question de l’incidence environnementale des rejets thermiques des centrales nucléaires sur les écosystèmes aquatiques, activités hébergées au sein du projet BIODIV’2025 de la R&D d’EDF. Avec une équipe internationale d’une vingtaine de scientifiques, il a publié début septembre 2022 une publication scientifique dans la revue Nature Communications.​​​​​​​

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Publication dans la revue Nature Communications

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Pourquoi le groupe EDF s’intéresse-t-il à ce sujet ?

La vulnérabilité des écosystèmes, qu’ils soient aquatiques ou terrestres, est au cœur des préoccupations du groupe EDF et des règlementations environnementales qui régissent la production d’électricité. L’augmentation de la fréquence et de l’intensité des épisodes climatiques exceptionnels, comme ceux que nous avons pu en vivre au cours de l’été 2022, place ces préoccupations au cœur de l’actualité. Être directement impliqué dans le développement des méthodes qui seront à l’avenir utilisées pour évaluer l’effet de pressions sur les milieux naturels nous permet de nous préparer au mieux à leur application tout en améliorant notre capacité à comprendre, maîtriser et réduire l’incidence de nos activités sur l’environnement.

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Comment EDF va-t-il utiliser les travaux de cette publication ?

Conformément à la mission du CESAB, ce projet a permis de mettre en commun des données de biodiversité existantes et de développer une méthode statistique complexe en réunissant ​​​​​​​des expertises et compétences complémentaires. La méthodologie développée pourra ​​​​​​​être utilisée par EDF dans le cadre d’actions de recherche futures appliquées aux enjeux de production d'électricité et à tout type de milieux, comme les rivières ou les écosystèmes terrestres.

​​​​​​​De plus, cette étude a été menée au sein d’un réseau scientifique de tout premier plan. L’accès à un tel réseau de chercheurs est essentiel : il permet de nous initier à de nouvelles approches et méthodes de travail et de réfléchir à leur transposition sur des sujets plus opérationnels, en lien avec l’évaluation de l’incidence de la production d’électricité sur l’environnement.

Publication

Alors que de nombreux états, dont la France, se sont engagés à créer des zones protégées sur au moins 30 % de leurs territoires terrestres et maritimes d’ici 2030, une équipe de recherche internationale a mis au point un nouvel outil permettant de quantifier la vulnérabilité des communautés d’espèces.

​​​​​​​L’approche proposée simule la réponse des communautés d’espèces à un large éventail de perturbations pour fournir une estimation robuste de leur vulnérabilité dans un monde où les menaces futures sont diverses et difficiles à prévoir. Cette méthode se focalise sur les caractéristiques écologiques des espèces, tels que leur place dans le réseau trophique ou leur type de reproduction, et les fonctions qu’elles assurent au sein de ces écosystèmes, tel que le contrôle du développement de certaines populations grâce à la présence de prédateurs. Ce positionnement est en rupture avec les approches classiques, qui se limitent habituellement au nombre d’espèces présentes ou à leur statut de conservation. Cette étude pose ainsi les bases d’approches d’évaluation des écosystèmes et de protection de la biodiversité au plus proche du fonctionnement des écosystèmes.

Illustration : Exemples d’écosystèmes vulnérables : récifs coralliens, savane, forêt tempérée, mangroves

Plus précisément, dans le cadre de cette publication, la vulnérabilité des écosystèmes a été évaluée grâce à des simulations répétées par ordinateur de perturbations sur des communautés d’espèces. Qu’il s’agisse du changement climatique, de changement d’utilisation des terres, de pollution ou de surexploitation des ressources, les simulations intègrent un large éventail de menaces potentielles sur la biodiversité. En simulant un maximum de scénarios possibles, même les plus pénalisants, nous sommes en mesure d’identifier les écosystèmes les plus vulnérables d’un point de vue fonctionnel. De plus, nous pouvons désormais estimer leur vulnérabilité en tenant compte de pressions inconnues, imprévisibles ou mal documentées, ce qui constitue une avancée majeure par rapport aux travaux précédents. Cette approche, plus exhaustive, offre aux scientifiques, gestionnaires et décideurs la possibilité de classer plusieurs sites en fonction de la vulnérabilité fonctionnelle qui leur est associée, et ainsi de permettre une gestion adaptative de la biodiversité.

Une autre force de l’étude est d’avoir placé la diversité fonctionnelle des communautés au centre du calcul de la vulnérabilité, dépassant ainsi les approches historiques focalisées sur la diversité taxonomique (par exemple, le nombre d’espèces dans un écosystème). En effet, une espèce peut avoir la même fonction qu’une autre (par exemple, avoir les mêmes proies ou le même cycle de reproduction) et la perte de l’une d’entre elles n’engendre alors pas de perte fonctionnelle pour l’écosystème. Mais si toutes les espèces partageant une même fonction essentielle disparaissent, l’écosystème devient moins diversifié sur le plan fonctionnel, moins résilient aux menaces et donc plus vulnérable. En d’autres termes, la diversité taxonomique dans un écosystème est importante mais pas suffisante pour évaluer correctement la vulnérabilité de l’écosystème.

Dans le cadre de cette publication, la méthode développée a été appliquée à trois cas d’étude sur des écosystèmes et organismes marins : les   communautés de poissons de la Mer du Nord et leur évolution au cours des 40 dernières années, les mammifères marins et leur distribution actuelle à l’échelle pl anétaire (voir Figure ci-dessous) et les communautés de poissons des récifs coralliens à l’échelle mondiale telles que prédites sous scénarios futurs de changement climatique. La méthode ainsi validée peut maintenant être appliquée à tout type d’organismes et d’écosystèmes, qu’ils soient aquatiques ou terrestres. Elle pourra, à terme, permettre à EDF d’évaluer plus finement l’impact de ses activités sur l’environnement pour mieux les éviter, réduire et, si nécessaire, compenser.

​​​​​​​Illustration : Vulnérabilité fonctionnelle des communautés de mammifères marins (à gauche)
​​​​​​​et nombre d’espèces de mammifères marins observées (à droite).

Co-auteurs de la publication

Anthony Maire a publié avec Arnaud Auber, Conor Waldock, Eric Goberville, Camille Albouy, Adam C. Algar, Matthew McLean, Anik Brind’Amour, Alison L. Green, Mark Tupper, Laurent Vigliola, Kristin Kaschner, Kathleen Kesner-Reyes, Maria Beger, Jerry Tjiputra, Aurèle Toussaint, Cyrille Violle, Nicolas Mouquet, Wilfried Thuiller et David Mouillot.

Principaux partenaires : IFREMER, CNRS, Université de Montpellier, Université de Grenoble, MNHN, FRB-CESAB, Université de Berne (Suisse), EAWAG (Suisse), ETH Zürich (Suisse), Université de Lakehead (Canada), Université de Dalhousie (Canada), Université de Portsmouth (Royaume-Uni), Université de Freiburg (Allemagne), Université de Leeds (Royaume-Uni), Université du Queensland (Australie), Bjerknes Centre for Climate Research (Norvège), Université de Tartu (Estonie).

Domaine de la publication : Environnement Production