En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L'UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par : Institut National Polytechnique de Toulouse (INP Toulouse) Discipline ou spécialité : Ecologie Fonctionnelle Présentée et soutenue par : M. ANTHONY MAIRE le jeudi 20 novembre 2014 Titre : COMMENT SELECTIONNER LES ZONES PRIORITAIRES POUR LA CONSERVATION ET LA RESTAURATION DES COMMUNAUTES DE POISSONS DE RIVIERE? APPLICATIONS AUX ECHELLES DE LA FRANCE ET DU PAS-DE-CALAIS. Ecole doctorale : Sciences de l'Univers de l'Environnement et de l'Espace (SDUEE) Unité de recherche : Ecologie Fonctionnelle (ECOLAB) Directeur(s) de Thèse : M. PASCAL LAFAILLE MME LAETITIA BUISSON Rapporteurs : M. HERVE CAPRA, IRSTEA M. ROMAIN JULLIARD, MUSEUM D'HISTOIRE NATURELLE Membre(s) du jury : 1 M. PHILIPPE KEITH, MUSEUM D'HISTOIRE NATURELLE, Président 2 Mme LAETITIA BUISSON, UNIVERSITE TOULOUSE 3, Membre 2 M. NICOLAS POULET, ONEMA, Membre 2 M. PASCAL LAFAILLE, INP TOULOUSE, Membre 2 M. PHILIPPE BOET, IRSTEA, Membre 2 À Agnès Maire 3 4 Remerciements En premier lieu, je tiens à remercier Hervé Capra et Romain Julliard d’avoir accepté d’être rapporteurs de mon travail de thèse. Je tiens également à remercier Philippe Keith pour avoir présidé mon jury de thèse, ainsi que les autres membres de ce jury, Philippe Boët et Nicolas Poulet, pour avoir pris part à l’évaluation de mon travail. Merci pour l’ensemble de vos remarques et pour la discussion très enrichissante qui a suivi ma présentation lors de la soutenance. Mille mercis à mes deux directeurs de thèse, Laëtitia Buisson et Pascal Laffaille, pour m’avoir donné la chance de réaliser cette thèse avec eux, alors qu‘ils ne me connaissaient quasiment pas. Votre encadrement très complet et complémentaire a su insuffler rigueur et dynamisme dans mon travail, et ce tout au long de ces trois années de thèse, ce que j’ai trouvé très appréciable et qui m’a permis de me remettre en selle lorsque le doute pointait le bout de son nez. Je vous suis aussi très reconnaissant de m’avoir permis d’évoluer dans les meilleures conditions possibles, j’ai ainsi pu réaliser la grande majorité de mes souhaits, qu’ils concernent mes recherches, les conférences, les formations, le terrain, le matériel, … Un doctorant gâté et un docteur accompli ! Je remercie Jean-Luc Probst, directeur du laboratoire EcoLab, pour m’avoir accueilli au sein de cette unité de recherche. Merci également à Magali Gerino et à l’ensemble de l’équipe Bioref pour leur accueil et leur convivialité. Une pensée particulière pour ceux avec qui j’ai partagé de très bons moments et de nombreux fous rires lors des déjeuners au restaurant du CNRS (Cécile, Sylvain, Didier, Eric et tous les autres). Un grand merci à Franck Gilbert pour son soutien, son amitié et son accueil dans son bureau (même si je répète souvent que c’est moi qui ai eu la gentillesse de l’héberger dans « mon » bureau !) pour les derniers mois de rédaction et de finalisation de ma thèse. Tu as été un mentor et un coach de très haut niveau, en atteste notre titre de champion du monde 2013 de pétanque inter- laboratoires de l’OMP (pas peu fière la fine équipe !). Je te souhaite beaucoup de réussite dans les nombreux défis qui t’attendent en tant que futur directeur du laboratoire. Je tiens à remercier chaleureusement mes deux « mamans » du labo, Régine et Annick, qui, à la moindre occasion, m’ont apporté leur aide et leur soutien. Merci aussi aux autres membres des services d’appui à la recherche qui ont tous contribué au bon déroulement de cette thèse. Je tiens également à remercier l’ensemble des personnes qui nous ont fourni les données ayant rendu possible cette thèse : l’ONEMA et tous ses agents de terrain pour les données de suivis de 5 l’ichtyofaune, l’Agence de l’Eau Artois-Picardie pour une partie du financement du projet PrioFish et donc de ma thèse, ainsi que pour les nombreuses données cartographiques mises à notre disposition (merci notamment à Jean Prygiel et à William Guerin), la Région Nord-Pas-de-Calais pour l’autre partie du financement, Météo France pour les données climatiques (merci tout particulièrement à Gaëlle Ouzeau), Hervé Pella pour les données du RHT, et toutes les personnes ayant participé aux réunions d’avancement du projet PrioFish dont l’apport a été considérable. Un grand merci au personnel de la Fédération Départementale pour la Pêche et la Protection des Milieux Aquatiques du Pas-de-Calais (Pascal Saillot, Julien Boucault, Benoît Rigault, Benoît Blazejewski, Frédéric Terrier, Dominique Presse, Benjamin Dufour, Géraldine Pinson) pour l’organisation et la réalisation des campagnes de pêche et des réunions annuelles d’avancement, ainsi que du séminaire de restitution du projet. Vous nous avez toujours parfaitement accueillis, et je vous dois beaucoup notamment vis-à-vis de mes connaissances gastronomiques locales. Un immense merci à Julie Canal, miss Ariège et reine de l’épuisette, notamment pour m’avoir accompagné sur le terrain plusieurs semaines durant, sans rechigner à l’idée d’affronter le climat hostile du Pas-de-Calais, et pour avoir été là du début à la fin, dans les moments difficiles comme dans les plus heureux. Je suis sûr que tu trouveras bientôt ta voie, et peut-être aurons-nous même la chance de nous retrouver prochainement dans le sud-est de la France ! Ensuite, comment ne pas remercier Eve ? Merci beaucoup pour tous tes encouragements, ta présence, ta bienveillance, la découverte de la Montagne Noire, et tes gâteaux pardi ! Une fois passé le premier contact qui fut des plus étranges, tu as toujours été la première à me soutenir, et je t’en suis très reconnaissant. Merci également aux autres loustics de la bande : Monsieur Anatole, Nabil, Ingrid (encore félicitations !) et Damien. Ne changez rien, vous êtes parfaits ! Une pensée amicale pleine d’encouragements pour celles et ceux qui ont été amenés à partager un bout de chemin avec moi et pour qui il reste encore quelques défis à relever avant la fin de leur aventure doctorale ou post-doctorale : Anais C., Anne-Cécile, Marjorie, Magali, Allison, Maïwen, Fanny, Sophie, Mei, Yang, Xaoling, Léo, Simon, Adrien, Pierre-Alexis, Mélodie, Samuel, … Que la force soit avec vous, j’espère fortement que nos routes se recroiseront à l’avenir. Merci également à tous les copains Toulousains (Anaïs V., Toinou, Tom, Sylvain, Claire, Marie B., Floriane, Pierre-Luc, Olivier, Kevin, …), Parisiens (Basile, Aymeric, Clément, …) et (ex-)Lyonnais (Elise, Lucie, Marie L., Marina, Violaine, Olivier, Damien, Ugo, Antoine, Julien, Adrien, …), qui n’ont pas hésité à me rendre visite et à venir découvrir Toulouse et le Sud-ouest, tout en me donnant 6 l’occasion de poursuivre ma découverte de notre beau pays et, de temps en temps, de quitter la vie toulousaine l’espace d’un week-end. J’ai en particulier une pensée amicale pour toute l’équipe du Clos de François (Anaïs G., Marion P., Maëva, Gaëlle, Charley, Denis, Chuck, Micho, Karim, Fab, Pierre & Marion H. et tous les autres passionnés que j’ai eu la chance de rencontrer), avec bien sûr en première ligne notre François national. Je tiens aussi à remercier tout particulièrement Julien Avignon, notamment pour m’avoir fait découvrir le Street-Art toulousain et pour avoir réalisé un magnifique dessin sur mesure qui a considérablement embelli ma soutenance. Merci pour votre gentillesse, votre soutien et votre joie de vivre les copains, tout ça va beaucoup me manquer..! Enfin, j’aimerais remercier de tout mon cœur mes parents, Gisèle et Jean-François, qui, peu importe la hauteur de la montagne se dressant devant moi, sont toujours là pour m’encourager à la gravir, et ce avec la plus grande bienveillance, ma petite sœur Juliette, qui s’apprête elle-aussi à se lancer dans l’aventure doctorale et à qui je souhaite tout le bonheur et la réussite qu’elle mérite, et tout l’ensemble de ma (petite) famille, en particulier la mamie Marie et Pascal, le tonton écossais, qui ont traversé la France voire l’Europe pour venir assister à ma soutenance. Si j’en suis arrivé là, c’est indéniablement grâce à vous, alors tout simplement merci, merci et merci. 7 8 Table des matières Avant-propos ......................................................................................................... 13 Chapitre 1 - Introduction ..................................................................................... 15 1.1. Erosion de la biodiversité et impacts anthropiques en eau douce .......................... 17 1.1.1. La diversité biologique, un enjeu essentiel du développement durable, fortement altérée à l’échelle globale..................................................................................................... 17 1.1.2. Les écosystèmes aquatiques continentaux, des milieux particulièrement fragiles .... 18 1.2. La gestion des milieux naturels et des hydrosystèmes continentaux ..................... 22 1.2.1. La conservation et la restauration des écosystèmes ................................................... 22 1.2.2. Les enjeux de la gestion durable des écosystèmes face aux changements globaux .. 24 1.2.3. Les particularités de la gestion des milieux aquatiques continentaux ....................... 25 1.3. Les approches permettant d’identifier les actions prioritaires pour la gestion des milieux naturels ............................................................................................................. 26 1.3.1. Bref historique de la planification de la conservation ............................................... 27 1.3.2. Les méthodes de notation .........................................................................................