Analyses des pressions influant sur la répartition des espèces

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Les espèces piscicoles étudiées

Dans le cadre de l’Atlas des Poissons du Limousin, des cartes de répartition vont être fabriquées pour la totalité des espèces piscicoles observées ou ayant pu exister dans la région c’est-à-dire 50 espèces. Cependant, les analyses réalisées antérieurement lors du stage avec l’aide de ces cartes ne sont pas possibles sur toutes ces espèces. Par conséquent, un choix limité de cinq espèces est fait, et pour cela il faut que ces dernières soient différentes biologiquement et ne vivent pas dans les mêmes milieux. De plus, les valeurs économiques ou patrimoniales peuvent entrer en compte dans ce choix. Les espèces sélectionnées sont décrites ci-dessous.
Le Barbeau fluviatile (BAF): Le barbeau fluviatile ou Barbus barbus (LINNAEUS, 1758) est un poisson faisant partie de la famille des Cyprinidés au corps fuselé et musclé. Il est omnivore, se nourrissant principalement de larves d’insectes ou de crustacés, et cherche sa nourriture vers le fond. Ce poisson fréquente les zones d’eaux profondes et bien oxygénées, donc avec des courants forts : c’est une espèce rhéophile. Il vit en banc et se positionne près de fonds graveleux (TOMASI, 2011). Il a donc une préférence pour les cours d’eau avec du fond et assez larges, c’est-à-dire les rivières importantes. Pour la température le barbeau n’est pas limité car il peut vivre dans des eaux allant jusqu’à 30°C (KEITH et al., 2011).
Le Chabot (CHC): Le chabot fluviatile ou Cottus perifretum (FREYHOF, KOTTELAT et NOLTE, 2005), de la famille des Cottidae, est différent du chabot commun Cottus gobio. Dans le Limousin, c’est le premier nommé qui se développe en liaison avec le bassin de la Garonne où il est présent. Les analyses porteront donc sur cette espèce qui vit sur le fond des cours d’eau. Avec une tête imposante et des capacités natatoires limitées, le chabot effectue son cycle biologique entre des rochers, dans des fonds caillouteux. Il affectionne les eaux fraîches et bien oxygénées et est très sensible aux changements de conditions même faibles (TOMASI, 2011). C’est donc une espèce indicatrice de bonne qualité des eaux qu’il est intéressant de suivre. Il est considéré comme une espèce d’accompagnement des truites et des ombres (KEITH et al., 2011).

Base de données initiale

La méthode la plus fiable pour recenser la population piscicole d’un cours d’eau ou d’un plan d’eau, à un instant donné, est une pêche électrique. Cette opération consiste à envoyer, grâce à deux électrodes (anode et cathode), un courant électrique dans le lit d’un cours d’eau. Un champ électrique est créé dans une zone d’environ 2 à 3 mètres autour de l’anode (GERMIS.G, 2009) : c’est la zone dite « attractive » (LORD.C). A l’intérieur de cet espace, les poissons vont réagir au champ électrique du fait que les messages nerveux commandant leurs mouvements sont également des flux électriques. La voie motrice du poisson est donc excitée par l’anode ce qui entraine une nage forcée (électrotaxie) du poisson vers l’opérateur. Suite à la capture, l’individu est identifié, mesuré et pesé. L’efficacité de la pêche est impactée par le type d’appareil utilisé ; le Héron et le Martin-Pêcheur sont les plus utilisés (EMAED) ; mais aussi par les espèces piscicoles car certaines sont plus ou moins réactives que d’autres ; le chabot est par exemple une espèce assez difficile à capturer.
Une compilation des résultats de pêche électrique dans la région du Limousin est donc nécessaire pour la réalisation de l’Atlas des poissons du Limousin. Lors d’un stage ayant eu lieu en 2016, organisé par la MEP19 et effectué par Mathilde MAS, une base de données regroupant tous les résultats disponibles de pêches depuis 1959 a été créée. Cette dernière contient, non seulement la localisation géographique ainsi que le nombre de poissons et d’écrevisses de chaque espèce capturée, mais également le cadre de pêche, la catégorie piscicole du cours d’eau, etc…
La base de données est donc relativement complète avec une description précise pour chaque opération.

Remaniement du jeu de données

Pour la réalisation des cartographies de l’Atlas, le jeu de données doit être « épuré et nettoyé » afin de faciliter son utilisation en ne gardant que les informations essentielles : localisation et site de pêche, date, le nom du cours d’eau concerné, l’objectif de pêche (pêche de sauvetage, inventaire…), les maîtres d’ouvrage et d’oeuvre et bien évidemment l’inventaire des espèces répertoriées.
Le jeu de données de départ contient au total 3834 résultats de pêche électrique allant de 1959 à 2015. Cependant, un tri temporel a dû être effectué et, suite à une discussion entre les acteurs impliqués dans la création de l’Atlas, la période de temps 1992-2015 a été retenue. En effet, un compromis est obligatoire entre la maximisation du nombre de données et l’étendue de la période d’étude. Par conséquent, il faut un nombre suffisant d’éléments pour obtenir une représentation la plus véritable possible, ainsi qu’une période de temps relativement courte car l’Atlas porte sur la distribution la plus actuelle possible. De plus, l’année 1992 correspond au début d’un réseau de suivi par pêches des principaux cours d’eau du Limousin (MEP19) et 95% des données depuis cette date, sont compilées dans la base. Suite à cette réduction temporelle, le jeu de données contient finalement 3544 opérations de pêche.
Les espèces d’écrevisses ont quant à elles été supprimées de la base, car l’Atlas ne porte que sur les espèces de poissons qui se compte au nombre de 50.
Enfin, la dernière étape d’adaptation du jeu de données pour la réalisation des cartographies est le passage des inventaires et du dénombrement de chaque espèce à chaque pêche en présence/absence. Les valeurs nulles sont laissées telles quelles ; néanmoins, toutes les valeurs positives et non nulles sont transformées en valeur 1. Cela va permettre une facilité d’utilisation car le travail porte sur une échelle régionale avec des milliers de résultats, et qu’une analyse point par point est impossible dans le temps imparti ; le choix d’une représentation binaire (en 0 et 1) a donc été fait.

Taux d’occurrence

Grâce à la base de données, le taux d’occurrence pour chaque espèce, et particulièrement pour les 5 espèces étudiées plus précisément, est calculé. La division du nombre de pêches où se retrouve l’espèce en question par le nombre total de pêche va donc donner une première idée, certes relativement superficielle, de la distribution globale de l’espèce dans la région.

Choix de la représentation cartographique

L’étape de réalisation cartographique a bien entendu débutée par un choix concernant les couches utilisées pour une compréhension rapide des personnes susceptibles de consulter l’Atlas.
Une description géographique est tout d’abord primordiale, ce qui permet de se situer par rapport à la région même pour des lecteurs extérieurs et étrangers. Pour cela, deux couches sont employées ; la première est récupérée directement de l’IGN et délimite l’ancienne région du Limousin. La deuxième couche a été créée pour le travail de l’Atlas et représente les principales agglomérations du territoire : Brive, Tulle et Ussel pour le département de la Corrèze, Bellac et Limoges pour le département de la Haute-Vienne et pour finir Guéret pour la Creuse.
Ensuite, des informations concernant le réseau hydrographique sont obligatoires. Trois couches au total sont utilisées pour remplir ce rôle car il faut un compromis entre l’apport d’informations, la clarté et la lisibilité pour les cartes créées. Ainsi, grâce à la BD Carthage développée par les Agences de l’Eau, une couche « cours d’eau principaux » décrit les cours d’eau les plus importants du Limousin sans prendre en compte les ruisseaux ou petites rivières qui sur un travail à grande échelle rendraient difficile la lecture. Une seconde couche, toujours récupérée avec la BD Carthage, est utilisée ; cette dernière dessine le réseau hydrographique dominant de la région ; c’est-à-dire les cours d’eau majeurs comme la Vienne ou la Dordogne, ainsi que les plans d’eau supérieurs à un hectare comme le lac de la Triouzoune à Neuvic ou encore le lac du barrage de Bort-les-Orgues. La troisième couche aidant à la compréhension de la structure des masses d’eau, représente une découpe des bassins versants principaux : la Vienne, la Gartempe, la Creuse, la Petite Creuse, la Corrèze, la Dordogne, la Vézère et la Maronne.
Enfin, la couche indispensable à la réalisation des cartographies sur la répartition des espèces piscicoles dans le Limousin est la couche représentant les bassins versants extraite de la BD Carthage. C’est cette même couche qui sera modifiée et qui témoignera de l’absence ou de la présence d’une espèce. Le choix a donc été fait d’exprimer la répartition des espèces grâce à une couche surfacique et non linéaire et ceci pour plusieurs raisons. La majorité des couches évoquées précédemment sont linéaires et cela aurait abouti à un encombrement, et une difficulté pour la lecture mais également pour la création des cartes. De plus, l’aspect visuel est primordial car les cartes doivent être accessibles au maximum de personnes. Concernant ce dernier point, la représentation par bassins versants n’est pas exacte car les espèces piscicoles ne vivent pas dans la totalité du bassin versant qui bien évidemment n’est pas composé que de surfaces en eau. Cependant, il est sous-entendu que lorsqu’une espèce est présente dans un cours d’eau, elle est très susceptible d’être présente en plusieurs points du bassin versant, selon ses caractéristiques biologiques et écologiques.
Néanmoins, une différence de précision entre le bassin Adour-Garonne et le bassin Loire-Bretagne est à signaler. En effet, les bassins versants du premier nommé, correspondent aux très petites masses d’eau (TPME) tandis que les bassins versants du second correspondent aux masses d’eau. Il existe par conséquent une meilleure précision pour le bassin Adour-Garonne et malgré des recherches, les petites masses d’eau du bassin Loire-Bretagne n’ont pu être utilisées.

Détermination d’une légende

Grâce aux coordonnées projetées en Lambert 93 dans la base de données pour chaque opération de pêche, un point pour chacune de ces pêches est ajouté à la carte. Avec l’inventaire des espèces répertoriées dans la table attributaire de cette nouvelle couche, et grâce à la possibilité de changement de style, les points en absence (de valeur 0) pour une espèce sont matérialisés en rouge sur la carte, tandis que les points de présence (de valeur 1 dans la table attributaire) sont matérialisés en bleu. En couplant ces points avec la couche « bassin versant », la représentation des cartographies des répartitions peut débuter.
L’étape suivante a par conséquent porté sur la légende et la représentation de la couche « bassin versant » modifiable selon chaque espèce afin de représenter leurs zones d’absence et de présence.
Pour cela, une première phase est nécessaire : l’ajout dans la table attributaire des bassins versants de deux nouveaux champs. Tout d’abord, un champ « Historique » et qui contiendra la valeur du bassin versant pour son état de répartition historique (cartes créées par Stéphane PETITJEAN de la F.D.A.A.P.P.M.A.19) ainsi qu’un champ « Actuel » qui donnera la valeur de l’état présent du bassin versant selon une espèce.
Cela débouche sur la création d’une carte présence/absence par espèce : chaque bassin versant contenant au moins un point de présence pour l’espèce étudiée prend pour valeur 1 dans son champ « Actuel ». A l’inverse, les autres bassins versants, et qui n’ont donc aucune présence de l’espèce, prennent également dans le champ « Actuel », la valeur 0. La carte réalisée présente les bassins versants soit en rouge dans le cas d’une absence, soit en bleu dans le cas d’une présence.
Une seconde carte est engendrée car la base de données et les pêches électriques ne sont pas exhaustives, et des absences peuvent être fausses ou inversement des points de présence, notamment isolés, peuvent être considérés comme des erreurs (d’identification par exemple). Ainsi, une phase d’interprétation est nécessaire et deux nouvelles couleurs sont ajoutées. La couleur verte représente les bassins versants où une absence est marquée, alors qu’une présence est connue ou très probable. A contrario, la couleur grise représente les bassins versants où il y a des doutes sur une présence, ou encore sur un manque d’informations et de données. Ces cartes d’interprétations de répartitions pour chaque espèce une fois produites sont modifiées, si nécessaire, puis validées par des experts (M.E.P.19 et F.D.A.A.P.P.M.A.19). De plus, ces experts connaissent la région et améliorent la précision des cartes. La figure 8 présente la légende finale retenue pour la cartographie.

Analyses des pressions influant sur la répartition des espèces

Une étude précise sur les 50 espèces présentes dans la base de données est impossible dans le temps imparti du stage. Par conséquent, une sélection est nécessaire et, comme développé dans la partie « Contexte de l’étude » de ce rapport, 5 espèces ont été retenues : le Barbeau fluviatile (BAF), le Chabot (CHC), la Tanche (TAN), la Truite de rivière (TRF) et enfin la Vandoise (VAN). Ces espèces ont été choisies car leur milieu favorable de développement et de vie, ainsi que leur résistance à des facteurs anthropiques sont différents et cela permet lors des analyses, de couvrir la majorité des types d’habitats retrouvés en Limousin. D’ailleurs, pour pouvoir réaliser une analyse cohérente et représentative, il faut des espèces ayant suffisamment de points de présence ; la brème qui est pourtant intéressante à observer mais avec un manque de points, n’a par exemple pas pu être choisie.
Enfin, le choix d’espèces a également été réalisé pour des variétés ayant une valeur ; par exemple pour la pêche comme la truite. Les enjeux présents sur certaines de ces espèces sont des arguments supplémentaires pour effectuer des analyses et comprendre leur développement au sein du Limousin.
Concernant les facteurs anthropiques à analyser et à comparer avec les espèces précédemment citées, il a également fallu faire une sélection. A cet égard, l’équation de VERNEAUX présentée dans la figure 9 met en évidence que la répartition des espèces piscicoles dans un cours d’eau est due, à hauteur de 45%, au facteur thermique car la variable T1 correspond à la température maximale moyenne des 30 jours consécutifs les plus chauds (VERNEAUX cité par GUYARD.A, 2013). Le second paramètre influençant (à 30%) le plus la répartition des espèces, est le facteur trophique : la variable T2 correspondant à la distance à la source et à la dureté de l’eau (VERNEAUX cité par GUYARD.A, 2013). Enfin, et à hauteur de 25%, la répartition des espèces piscicoles s’explique par le facteur morphologique la variable T3 qui correspond à la pente et la largeur du cours d’eau (VERNEAUX cité par GUYARD.A, 2013). Ce Niveau Typologique Théorique (NTT) n’explique pas la variabilité totale, d’autres facteurs interviennent probablement mais de manière moindre.
Selon ces informations, l’objectif de choix des variables explicatives est de couvrir ces trois types de facteurs et dans le même temps, de mettre en place une hiérarchie selon le niveau d’importance de l’impact sur la répartition. Ainsi, 4 variables ont été choisies pour répondre à ces attentes. Les premiers facteurs sont les plans d’eau qui par leur présence, entrainent une augmentation de température de l’eau et jouent sur le facteur thermique avec également un impact un peu moins important sur la morphologie du cours d’eau (division du débit pour l’alimenter par exemple). Pour cela, une couche « Plans d’eau » issue de la BD Carthage a été extraite du site data.gouv.fr.
Les seconds facteurs sont les barrages, relativement nombreux dans la région, qui vont en amont former un plan d’eau conséquent qui aura les mêmes effets que le facteur précédent. Cependant, les barrages puisant l’eau la plus profonde pour fonctionner, ils rejettent en aval de l’eau froide. Par conséquent, la présence d’un barrage en aval, peut entrainer un refroidissement partiel de l’eau. De plus, les barrages empêchent la continuité écologique et sédimentaire et ont un impact sur la morphologie du cours d’eau en lien avec la modification des débits en aval (artificialisation, débits réservés et/ou éclusés).
Les troisièmes facteurs, dans la continuité des barrages, sont les obstacles anthropiques. Ces derniers recensés dans le Référentiel des Obstacles à l’Ecoulement (ROE) ont un impact principalement sur la morphologie du cours d’eau en réduisant son écoulement. Pour les deux derniers facteurs, la couche utilisée pour les cartes est « ROE du Limousin ».
Enfin, les derniers facteurs ont un impact très important sur la trophie du cours d’eau : ce sont les stations d’épurations (STEP). Un apport de matières organiques et de pollutions peut être entrainé par ces STEP. De plus, un impact sur la thermie de l’eau peut être observé avec une augmentation de la température en aval des rejets de STEP.

Table des matières

INTRODUCTION
I. Contexte de l’étude
1. Le stage
a. L’entreprise
b. Mes missions
2. Synthèse bibliographique
a. Le territoire
b. Les espèces piscicoles étudiées
1. Travail sur la base de données
a. Base de données initiale
b. Remaniement du jeu de données
c. Taux d’occurrence
2. Cartographie
a. Choix de la représentation cartographique
b. Détermination d’une légende
3. Analyses des pressions influant sur la répartition des espèces
a. Choix des espèces et des facteurs
b. Analyse initiale
c. Etude par une méthode de zones tampons
d. Recherche de corrélation entre les espèces et les facteurs
III. Résultats et discussion
1. Atlas
a. Taux d’occurrence
b. Cartographie
2. Analyses
a. Analyse initiale
b. AFC
c. Etude par zones tampons
d. Test de corrélation et ACP
3. Limites de l’étude
CONCLUSION
Références Bibliographiques

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