Ecologie du mouvement à l'échelle locale chez les chiroptères et risques anthropiques de collisions

Bat movement ecology at the local scale and anthropogenic collision risks

• Auteur / Autrice : Charlotte Roemer
• Direction : Romain Julliard, Aurélie Coulon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie comportementale
• Date : Soutenance le 14/11/2018
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Ecologie et des Sciences de la COnservation / CESCO
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fiona Mathews, David Grémillet, Sylvie Vanpeene-Bruhier, Yves Bas, Thierry Disca

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chauves-souris -- Vol

Infrastructures de transport

Environnement -- Études d'impact

Mots clés libres

Paysage

Trajectographie par l'acoustique

Chauves-Souris

Collisions routières

Collisions éoliennes

Etudes d'impact environnementales

Landscape

Acoustic flight path tracking

Bats

Road collisions

Wind turbine collisions

Environmental impact assessment studies

Résumé

Avec l'Anthropocene, de nouvelles sources de mortalité animale sont apparues en conséquence au développement d'infrastructures de transports rapides (e.g. routes) et d'éoliennes. Les collisions avec ces objets rapides sont un sujet de préoccupation pour la survie de nombreux taxa, en particulier pour les chiroptères qui sont des mammifères de grande longévité et à faible taux de reproduction, et dont la survie dépend de faibles taux de mortalité. Pour prévenir ces collisions, le choix du placement de ces infrastructures doit être pensé avec précaution. Les chiroptères insectivores utilisent l'écholocation pour percevoir leur environnement et leurs proies, et leurs déplacements sont étroitement liés aux structures paysagères, qu'elles utilisent pour s'orienter. Cependant, les connaissances sur l'influence du paysage sur les déplacements des chiroptères, et donc sur les risques de collisions, sont faibles. Cela se traduit par des incertitudes dans les lignes directrices pour les études d'impact environnementales routières et éoliennes, qui sont obligatoires dans de nombreux pays. L'objectif principal de cette thèse était d'améliorer la compréhension de l'influence du paysage sur les déplacements de chiroptères, avec le but final de mettre en lumière les paysages conduisant à de forts risques de collisions routières et éoliennes. Cette thèse est d'abord introduite par une étude fondamentale de l'association entre les paramètres acoustiques des cris d'écholocation et la capacité de chaque espèce à chasser et transiter en altitudes élevées. Notre étude montre que les fréquences dominantes des cris d'écholocation et la largeur de bande sont de bons prédicteurs de la distribution verticale des espèces. Cette distribution pourrait exposer certaines espèces plus que d'autres aux collisions éoliennes. La seconde étude de cette thèse démontre qu'il y a en effet une corrélation entre la proportion de vols en altitude réalisés par chaque espèce et leur sensibilité aux collisions éoliennes. Pour cela, le premier indice de sensibilité des chiroptères aux éoliennes basé sur des données empiriques a été créé. Les troisième et quatrième études ont testé l'influence de facteurs paysagers sur les risques de collisions sur routes secondaires et parcs éoliens. Un objectif important était de déterminer comment le comportement de vol des chiroptères contribue aux risques de collision, indépendamment de la densité locale des chauves-souris. Les deux études ont démontré une grande influence de la distance aux arbres sur la densité locale, mais les motifs de vol mesurés sur les routes ont répondu plus souvent aux variables paysagères que les motifs de vol mesurés sur mâts de mesure. Cette thèse donne des recommandations pour le choix du placement des routes secondaires et des parcs éoliens en fonction de caractéristiques paysagères. Pour correctement appliquer l'étape ''éviter'' des études d'impact environnementales, ces recommandations devraient être appliquées lors de la phase de micro-évitement, qui a lieu après la phase de macro-évitement, elle-même basée sur des cartes régionales ou nationales de prédiction de densité de chiroptères. Les mesures comportementales réalisées dans cette thèse améliorent également la compréhension fondamentale des liens entre déplacement des chiroptères et caractéristiques paysagères.

In the Anthropocene, new sources of animal mortalities appeared consequently to the development of fast transport infrastructures (e.g. roads) and wind turbines. Collisions with these fast-moving objects are a high concern for the survival of numerous taxa, especially for bats which are long-lived mammals with a low reproductive rate, and which survival relies on low mortality rates. To prevent these collisions, the siting of these infrastructures must be carefully thought. Insectivorous bats use echolocation to sense their environment and their preys, and their movements are tightly linked to the landscape structures that they use for orientation. Yet, knowledge about the influence of landscape on bat movements, and thus bat collision risks, is scarce. This translates into uncertainties in the guidelines for environmental impact assessment studies of roads and wind turbines, which are mandatory in many countries. The main objective of this thesis was to enhance the understanding of the influence of landscape on bat movements, with the final aim of highlighting landscapes leading to high collision risks at roads and wind turbines. This thesis is first introduced by a fundamental study of the association between echolocation call features and the ability of each bat species to forage and commute in elevated altitudes above ground. Our study shows that call peak frequency and bandwidth are good predictors of bat vertical distribution. This vertical partitioning may exposed some species more than others to collision risks at wind turbines. The second study of this thesis showed that there is indeed a correlation between the proportion of flights at height performed by each bat species and their susceptibility to wind turbine collisions. For this, the first species-specific index of bat susceptibility to wind turbine collisions calculated from empirical data was created. Thereafter, the third and fourth studies investigated the landscape factors influencing bat collision risks at secondary roads and wind turbines. One main goal was to determine how bat flight behaviour contributes to collision risks, independently of bat local density. Both studies showed a high influence of distance to trees on bat local density, but flight patterns measured at roads responded more often to landscape variables than flight patterns measured at wind masts. This thesis provides recommendations for the siting of secondary roads and wind turbines in function of landscape features. To correctly apply the avoidance step of environmental impact assessment studies, these recommendations should be applied at the phase of micro-siting, which occurs after the macro-siting step, itself based on national or regional prediction maps of bat density. The behavioural measures realised in this thesis also enhanced the fundamental understanding of the links between bat movements and landscape features.