Thèse Micro-Habitats Hydrauliques des Macroinvertébrés et Applications à la Restauration des Milieux H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : RiverLy - Fonctionnement des hydrosystèmes Direction de la thèse : Sophie CAUVY-FRAUNIE ORCID 0000000186000519 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-11-01T23:59:59 Les projets de restauration hydromorphologique des cours d'eau sont de plus en plus mis en oeuvre afin d'améliorer l'état écologique des écosystèmes fluviaux. Toutefois, les réponses biologiques, en particulier celles des communautés de macroinvertébrés benthiques, demeurent souvent limitées, variables ou difficiles à interpréter. L'une des explications possibles réside dans le fait que les conditions hydrauliques influençant ces communautés ne sont pas suffisamment caractérisées aux échelles spatiales pertinentes pour ces organismes. Cette thèse vise à améliorer la compréhension des relations entre les processus hydrodynamiques et les communautés de macroinvertébrés, dans l'objectif de renforcer les approches de modélisation des habitats aux échelles du mésohabitat et du microhabitat. Une attention particulière sera portée aux processus hydrauliques de proximité du fond, tels que la contrainte de cisaillement, la turbulence et la rugosité du substrat, dont le rôle est déterminant dans la structuration des habitats benthiques. Les travaux s'articulent autour de trois objectifs principaux. Le premier consiste à identifier les variables hydrodynamiques les plus pertinentes pour les communautés de macroinvertébrés et à évaluer leur importance écologique au travers d'une revue systématique de la littérature, d'expérimentations en laboratoire et de campagnes de terrain (Axe 1). Le deuxième vise à analyser ces relations à des échelles spatiales et temporelles plus larges en intégrant des jeux de données existants et en enrichissant les bases de données relatives aux caractéristiques biologiques et aux traits fonctionnels des macroinvertébrés (Axe 2). Enfin, les connaissances acquises seront intégrées dans des modèles d'habitat afin d'améliorer leur capacité prédictive et de fournir de nouveaux éléments d'aide à la décision pour la restauration et la gestion des cours d'eau dans un contexte de changement global (Axe 3). De nos jours, les politiques et pratiques courantes encouragent des opérations substantielles de restauration physique afin d'inverser la tendance et d'améliorer la qualité biologique des rivières canalisées (Wohl et al., 2015). Pour évaluer les améliorations de la qualité biologique des rivières dans les études portant sur ces actions de restauration, les communautés de macroinvertébrés sont fréquemment utilisées comme indicateur biologique. Cependant, des résultats contrastés sont souvent observés (Kail et al., 2015). Malgré les changements post-restauration dans la composition et la structure des communautés, l'amélioration reste généralement en deçà des attentes et aboutit finalement à une récupération seulement partielle ou minimale de ce compartiment (Al-Zankana et al., 2020).
Ainsi, aussi bien la nature même de la restauration que les méthodes utilisées pour évaluer son succès - principalement basées sur des indicateurs biologiques classiques tels que la richesse spécifique, l'abondance ou des indices standardisés de qualité environnementale (par exemple, l'I2M2) - peuvent être remises en question. Une explication possible est que certains paramètres, en particulier les paramètres hydrauliques à fine échelle spatiale, n'ont pas été suffisamment étudiés ou caractérisés. Cette thèse de doctorat vise à enrichir les modèles de méso- et micro-habitats en identifiant de nouvelles relations reliant les variables hydrodynamiques (contrainte de cisaillement, turbulence près du fond, hétérogénéité et rugosité du substrat) aux traits biologiques et fonctionnels des macroinvertébrés, et en évaluant leur pertinence pour guider et anticiper les actions de restauration dans un contexte de changement global. Axe 1. Approfondissement des connaissances sur les facteurs hydrauliques contrôlant les habitats des macroinvertébrés par une synthèse bibliographique et des expériences en laboratoire
Le premier axe établira les fondements scientifiques et empiriques du projet. Il combinera une revue exhaustive des connaissances actuelles sur la modélisation des habitats hydrauliques et l'écologie des macroinvertébrés avec des investigations ciblées en laboratoire et sur le terrain. Des expériences en laboratoire seront menées dans des conditions contrôlées pour tester des hypothèses clés et affiner l'interprétation des observations de terrain.
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Axe 2. Étude sur le terrain des conditions hydrauliques dans des systèmes fluviaux contrastés
Le coeur de cet axe reposera sur des campagnes de terrain approfondies réalisées au printemps et en automne sur environ 120 sites d'échantillonnage répartis dans deux systèmes fluviaux contrastés : (i) un fleuve de plaine alluviale dans le bassin du Haut-Rhin près de Strasbourg et (ii) un fleuve alpin. Une attention particulière sera portée aux variables hydrauliques rarement quantifiées dans les études écologiques malgré leur importance potentielle pour les organismes benthiques, notamment la contrainte de cisaillement au fond, la turbulence près du lit et la rugosité du substrat.
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Axe 3. Évaluation de la dépendance au contexte et de la plasticité des espèces le long de gradients environnementaux
Le troisième axe étendra les analyses au-delà des sites d'étude principaux en intégrant des jeux de données supplémentaires collectés sur une gamme plus large de conditions environnementales. L'objectif est d'évaluer dans quelle mesure les relations habitat-espèces sont (ou non) dépendantes du contexte. L'accent sera mis sur l'évaluation de la plasticité écologique des espèces et groupes fonctionnels de macroinvertébrés en réponse à des conditions hydrologiques, géomorphologiques et climatiques variables.
Cette approche comparative permettra d'identifier des réponses hydrauliques généralisables ainsi que des réponses spécifiques au contexte, améliorant ainsi la transférabilité des modèles d'habitat entre les systèmes fluviaux.

Ingénieur.e. ou Master/ en écologie, hydro-écologie, hydraulique, sciences de l'eau, environnement ou disciplines connexes

Compétences ou intérêt pour :
Intérêt marqué pour les interactions entre processus physiques et réponses biologiques
Appétence pour le travail de terrain (échantillonnage, instrumentation)Analyses statistiques et traitement de données
Modélisation ou analyse multivariée
Développement méthodologique / instrumentation (un plus, non obligatoire)

Qualités personnelles : Autonomie, rigueur scientifique et esprit critique / Goût pour les approches innovantes et expérimentales / Capacité à travailler en équipe interdisciplinaire / Bon niveau de français et d'anglais scientifique

• Statistiques
• Gestion des données
• Anglais
• Autonomie
• Français
• Hydraulique
• Instrumentation