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Lakeshores zones are of very high ecological value. As they are ecotones between terrestrial and aquatic ecosystems, lake shoreline and littoral zones are characterized by a high level of biodiversity, including macroscopic aquatic plants known as macrophytes. Plant distribution, abundance and species composition are determined by physical features of lakeshores. This work aims to assess relationships between macrophyte populations and communities and hydromorphological components in shallow lakes at different scales. Plant and environmental variables were modeled or collected on the field in large lakes located along the western French Atlantic coast. Wind and wave action, slope, depth, sediment grain size and organic matter content are well known for their influence on macrophyte species distribution and assemblages. Physical variables can be used to predict the potential distribution of plant communities. Anthropogenic physical disturbances enhances the development of invasive species while they threaten rare and endangered native species. Plant management issues were also highlighted from a long-term field data (fourty years) analysis of macrophyte dynamics in these shallow lakes. Management strategies are needed for the conservation of native species, or even their restoration, and the control of alien species spread in these lakes. Similar in some ways to northern European lakes such as softwater lakes or Lobelia lakes, the ecological processes identified in these Atlantic shallow lakes could foreshadow the future situation for all lakes of the same type in the context of global change. Lakeshore ecosystems gather ecological, economic and societal issues, raising scientific questions and issues about their functioning and the bioindication of their ecological status that needs to be further explored.; Les écosystèmes littoraux lacustres, ou ceintures des lacs, ont une valeur écologique très importante. Zones de transition et d'échanges entre les écosystèmes terrestre et aquatique, les rives des lacs et leurs zones littorales sont reconnues pour abriter une forte biodiversité, dont des plantes aquatiques visibles à l'œil nu : les macrophytes. La structure spatiale, l'abondance et la composition spécifique de ces peuplements végétaux sont conditionnées par le caractère et le fonctionnement physiques des biotopes littoraux lacustres. Ce travail de thèse est dédié à l'acquisition de connaissances sur les relations entre les peuplements macrophytiques et les déterminants physiques de biotopes littoraux lacustres dans les lacs peu profonds. Il s'applique à définir, à différentes échelles, les préférences hydroécologiques et la structure fonctionnelle et spatiale de communautés et populations de plantes aquatiques. Cette recherche s'appuie sur la modélisation et sur des observations, mesures et prélèvements menés in situ sur les macrophytes et les variables environnementales dans les grands lacs naturels du littoral aquitain. Les principaux résultats indiquent que l'action du vent et des vagues, la pente des rives, la profondeur, la granulométrie et la matière organique des sédiments influencent l'organisation spatiale et les assemblages d'espèces de macrophytes. Ces variables peuvent être utilisées pour prédire la distribution potentielle de certaines communautés végétales. Les altérations anthropiques de l'hydromorphologie favorisent le développement des espèces exotiques tout en compromettant le maintien des espèces indigènes patrimoniales. Les enjeux liés à la gestion des espèces exotiques et des espèces indigènes ont également été identifiés à partir d'une analyse diachronique des dynamiques écologiques de la végétation depuis quarante ans dans les lacs aquitains. Il est désormais urgent d'établir une stratégie de conservation des espèces indigènes, voire de restauration pour les patrimoniales, et de limiter la dispersion des espèces exotiques dans les lacs. Présentant de nombreuses analogies avec les lacs d'Europe du Nord tels que les softwater lakes ou les Lobelia lakes, les processus écologiques en cours dans les lacs du sud-ouest de la France pourraient préfigurer la situation à venir pour l'ensemble des lacs du même type dans le contexte du changement global. Les écosystèmes littoraux lacustres concentrent des enjeux écologiques, économiques et sociétaux, soulevant des questions et problématiques scientifiques sur leur fonctionnement et sur la bioindication de leur état écologique qu'il est nécessaire de continuer à explorer.

Présentation des résultats des recherches en cours sur les plantes aquatiques envahissantes dans les lacs aquitains, suite à des proliférations importantes de macrophytes exotiques envahissants dans le lac de Lacanau en 2018.

The influence of hydrodynamics and morphology of the banks on aquatic vegetation in littoral areas of Lacanau Lake was studied. A cross-analysis of environmental and biological variables aims to identify the role of relevant physical parameters on the structure of plant communities and their distribution at different levels. First, we characterized three different types of littoral physical habitats and we identified the plant communities that colonize them. We then analyzed the statistical relationships between the physical variables and the structure and distribution of these communities. Results show a strong East / West dichotomy in the values of environmental variables and in the distribution of macrophytes species. We were able to identify favorable habitats for exotic invasive species and isoetid communities who are recognized as excellent indicators of the ecological status of aquatic ecosystems. Proposals for improvements are made, notably concerning the establishment of databases, and deepenings such as studying the relationships between plants and fine-scale environment.; Cette étude s’intéresse à l’influence de l’hydrodynamique et de la morphologie des berges sur la végétation aquatique des zones littorales du lac de Lacanau. Une analyse croisée de variables environnementales et biologiques a pour but d’identifier le rôle des paramètres physiques pertinents sur la structure des communautés végétales et leur distribution à différentes échelles du lac. Nous avons dans un premier temps caractérisé trois types de biotopes physiques littoraux, puis nous avons identifié les communautés végétales qui les colonisent. Nous avons ensuite analysé les relations statistiques entre les variables physiques et la structure et la distribution de ces communautés. Les résultats montrent une dichotomie est/ouest prononcée au niveau des valeurs des variables environnementales étudiées ainsi que dans la répartition des espèces de macrophytes. Nous avons pu caractériser des biotopes favorables aux espèces exotiques à caractère envahissant ainsi qu’aux pelouses à isoétides reconnues comme d’excellents indicateurs de l’état écologique des écosystèmes aquatiques. Des propositions d’amélioration des méthodes sont également faites, notamment en ce qui concerne la constitution des bases de données ainsi que des approfondissements tels que l’étude des relations entre plantes et environnement à échelle fine.

Le suivi annuel des plans d’eau de Carcans-Hourtin, de Lacanau, de Cazaux-Sanguinet et de Parentis-Biscarrosse permet de surveiller la qualité physico-chimique de l’eau et de suivre la communauté phytoplanctonique. Il permet ainsi de comparer les évolutions des communautés de phytoplancton avec la physico-chimie de la pleine eau et des sédiments en tenant compte des usages de ces masses d’eau. Par ce suivi les évolutions de leur état trophique et écologique peuvent être analysées. Ainsi, en 2013, les teneurs en nutriments de la zone euphotique sont extrêmement variables d’un lac à l’autre. Les lacs de Carcans-Hourtin et Lacanau possèdent des teneurs en nitrate plus importantes que les deux autres plans d’eau. Ils possèdent les plus fortes teneurs en azote ammoniacal, qui est la ressource azotée la plus facilement utilisable par les algues. Les deux autres lacs semblent légèrement plus préservés notamment celui de Cazaux-Sanguinet. Cependant, dans les prélèvements de fond, ces deux lacs possèdent des concentrations significatives en ammonium, en particulier en été et en automne. Les orthophosphates, principal facteur limitant le développement des algues, sont très peu présents dans la zone euphotique pour tous les lacs. Cela traduit l’existence d’une consommation active et constante par les producteurs primaires. Dans les prélèvements de fond, des augmentations sont constatées au cours de l’année, surtout sur le lac de Parentis-Biscarrosse. Les concentrations en phosphore total sont relativement élevées pour les lacs de Carcans-Hourtin, Lacanau et Parentis-Biscarrosse avec des moyennes annuelles supérieures à 0,053 mg/l et des pics atteignant ou dépassant 0,20 mg/l. Ces concentrations relativement élevées, notamment pour Carcans-Hourtin qui est un lac de référence, sont plutôt inquiétantes. Les valeurs des pigments chlorophylliens se maintiennent dans l’ensemble à un niveau faible avec des valeurs maximales ne dépassant pas 15 μg/l de chlorophylle a et 2 μg/l de phéopigments (maxima observés sur le lac de Parentis-Biscarrosse). Cependant, il faut noter que les lacs situés en amont (les lacs de Carcans-Hourtin et de Cazaux-Sanguinet) semblent moins productifs que les deux autres lacs avec des concentrations inférieures à 6,5 µg/l. Les biomasses phytoplanctoniques sont relativement similaires sur les lacs de Carcans-Hourtin et de Cazaux-Sanguinet avec des valeurs comprises entre 0 et 1 500 µg/l. Par contre les deux autres lacs présentent des biomasses bien plus élevées atteignant près de 6 000 µg/l sur le lac de Lacanau. Le lac de Carcans-Hourtin possède la communauté la plus variable avec une dominance par les cyanobactéries (non potentiellement toxiques) et les algues vertes. Sur le lac de Lacanau, les diatomées et les algues vertes dominent surtout à partir de l’été. Cazaux-Sanguinet possède clairement une dominance des dinophycées et des diatomées. Enfin, le lac de Parentis-Biscarrosse possède également beaucoup d’espèces de diatomées, d’algues vertes et de cyanobactéries. La mise en évidence de microcystines, même si en très faibles concentrations (très inférieures à 0,5 µg/l), a eu lieu majoritairement sur le lac de Parentis-Biscarrosse. Le développement d’espèces du genre Microcystis, qui est le principal taxon présent susceptible de produire des toxines, explique ce phénomène. Ces toxines n’atteignent donc pas un niveau préoccupant vis-à-vis des risques sanitaires. Le suivi des concentrations des microcystines, effectué tout au long de l’année 2013, indique que les eaux des lacs, selon ce paramètre, se maintiennent dans la catégorie des eaux de très bonnes qualités. À partir des campagnes réalisées tout au long de l’année 2013 sur ces quatre lacs aquitains, l’état trophique a pu être déterminé et comparé aux anciennes études. Il en ressort que les lacs de Carcans-Hourtin, de Lacanau et de Parentis-Biscarrosse présentent un état méso-eutrophe et que le lac de Cazaux-Sanguinet possède un état oligo-mésotrophe, confirmant qu’il s’agit du lac le plus préservé.

The objective of the internship is to study the macrophytes distribution and assemblages on Lacanau lake along a gradient of hydrodynamics, including waves. It is also to characterize this gradient at different spatial scales near the coastal areas. The first method of measuring the gradient of hydrodynamics is based on field data acquired using hydrostatic pressure sensor made for exploratory purposes in 2013. This method is used for observations on a small scale (a few square meters). The results show that it is possible to characterize the intensity of the waves on a scale of 3 classes but the method does not allow a complete measurement of the surface waves. Following various tests conducted during the internship on the application of the protocol and the field data processing, it seems necessary to make improvements on this first method, especially on sensors deployment and recordings statistical analysis. Using sensors seems relevant to characterize the hydrodynamics on the local scale, it remains to compare these results with the floristic surveys acquired on the same stations. The second method aims to evaluate the shoreline disturbance gradient by waves using an index available in the literature. This gradient is applied on a wider scale than the one covered by the sensors and uses wind data (Météo France). The results show that the macrophytes distribution and assemblages of Lacanau lake can be explained by this index. Three floristic groups, constituted by taxa that share a number of ecological traits, individualize along a gradient of shore exposure to the winds. The report concluded on the importance of testing this index on macrophytes distribution and assemblages on other lakes in the Aquitaine coast. Also, the comparison of data from pressure sensors with floral data would identify if the protocol, now used for deployment of sensors, is satisfactory to highlight waves influence on macrophytes.; L’objectif du stage est d’étudier la distribution et les assemblages des macrophytes du lac de Lacanau le long d’un gradient d'hydrodynamisme, notamment les vagues. Il s’agit également de caractériser ce gradient à différentes échelles spatiales à proximité des zones littorales. La première méthode de mesure du gradient d’hydrodynamisme s'appuie sur des données de terrain acquises à l'aide de capteurs de pression hydrostatique déployés à titre exploratoire en 2013. Cette méthode est adoptée pour des observations à petite échelle (quelques m²). Les résultats montrent qu’il est possible de caractériser l’intensité des vagues sur une échelle de 3 classes mais la méthode ne permet pas une mesure complète des ondes de surface. Suite aux différents tests menés durant le stage sur la mise en oeuvre du protocole et le traitement de données de terrain, il parait nécessaire d’apporter des améliorations sur cette première méthode, notamment sur le mode de déploiement des capteurs et l’analyse statistique des enregistrements. L’utilisation des capteurs semble pertinente pour caractériser l’hydrodynamisme à l’échelle locale, il reste cependant à confronter ces résultats avec les relevés floristiques acquis sur ces mêmes stations. La seconde méthode a pour but d'évaluer le gradient de perturbation des rives par les vagues à l'aide d'un indice disponible dans la littérature. Celui-ci est appliqué sur une échelle plus large que celle visée par les capteurs et fait appel à des données météorologiques, notamment pour le vent. Les résultats montrent que la distribution et les assemblages des macrophytes du lac de Lacanau peuvent être expliqués par cet indice. Trois groupes floristiques, constitués par des taxons qui partagent un certain nombre de traits écologiques, s’individualisent le long d'un gradient d’exposition des rives aux vents. Ce rapport conclut sur l'intérêt de tester cet indice sur la distribution et les assemblages de macrophytes sur d'autres lacs du littoral Aquitain. Aussi, la confrontation des données de capteurs de pression avec les relevés floristiques permettrait d'identifier si le protocole, aujourd'hui utilisé pour le déploiement des capteurs, est satisfaisant pour mettre en évidence l’influence des vagues sur les macrophytes.

One of the most frequently observed evolutions in the fresh waters aquatic ecosystems is an accelerated eutrophication. Aware of this problem, the Department of the Environment has requested that a map of the areas with a eutrophication risk be charted for each department., L'eutrophisation accèlérée est une des évolutions les plus fréquemment constatées au niveau des écosystèmes aquatiques d'eau douce. Conscient de ces problèmes, le secrétariat d'Etat auprès du Premier Ministre chargé de l'environnement a demandé que soit réalisé au niveau de chaque département, une carte de zone à risque d'entrophisation.

Marquées en masse à l'oxytétracyline, les civelles sont relâchées (opération d'alevinage) en un seul point en aval du lac de Lacanau. la recapture de ces pibales doit permettre d'apprécier les mécanismes de colonisation d'un bassin versant par ce type d'individus.

Par un courrier récent, la municipalité de Lacanau nous a consulté sur la prolifération d'une plante nouvelle dans le lac. Nous avons également été contactés par un représentant de l'Association des Riverains du Lac qui nous a apporté un échantillon de l'espèce incriminée : il s'agissait d'une des espèces suivies dans les Landes, Lagarosiphon major. Le 16 octobre, une reconnaissance d'une partie des rives du lac nous a permis de mieux visualiser la répartition de cette espèce.