Utilisation des habitats estuariens par l'esturgeon européen (Acipenser sturio) dans un contexte de restauration des populations : étude des facteurs abiotiques, biotiques et apport des modèles hydrodynamiques

Estuarine habitats use by the European sturgeon (Acipenser sturio) in a populations restoration context : study of abiotic and biotic factors and the contribution of hydrodynamic models

• Auteur / Autrice : Marie Lamour
• Direction : Eric Rochard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie évolutive, fonctionnelle et des communautés
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecosystèmes aquatiques et changements globaux (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Xavier de Montaudouin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Céline Artero
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Marc Roussel, Nathalie Machon, Adrian Jordaan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs biotiques

Mesures hydrauliques

Animaux des estuaires

Habitat

Esturgeon commun

Mots clés libres

Estuaires

Analyses spatiales

Esturgeon

Modèles hydrodynamiques

Habitat

Convervation

Estuaries

Spatial analysis

Sturgeon

Hydrodynamic models

Habitats

Conservation

Résumé

L’esturgeon européen (Acipenser sturio) est une espèce migratrice anadrome abondante dans les fleuves d’Europe avant le 20ème siècle. Suite au fort déclin de ses populations, l’espèce est classée en danger critique d’extinction, et fait aujourd’hui l’objet de deux programmes de restauration, en France et en Allemagne. Suite à des actions de repeuplement, il existe actuellement deux populations soutenues : une dans la Gironde (France) et la seconde dans l’Elbe (Allemagne). Entre 2007 et 2015 plus d’1,7 millions d’individus ont été relâchés dans le bassin Gironde-Garonne-Dordogne et 20 000 individus ont été relâchés dans le bassin de l’Elbe. En Gironde, la population est suivie régulièrement notamment grâce à des campagnes de pêche scientifique dans l’estuaire. L’estuaire constitue un habitat essentiel au cours de la vie de A. sturio, c’est un couloir de migration pour les juvéniles et les géniteurs, et c’est également un habitat de croissance dans lequel il peut résider plusieurs années en tant que juvénile avant de migrer en mer. Au cours de sa croissance en mer, étant donné son caractère côtier, il peut également continuer à faire des incursions en milieux estuariens, que ce soit pour y trouver un refuge (conditions environnementales favorables) ou des proies. Cependant, les facteurs environnementaux impliqués dans la sélection des habitats au sein du milieu estuarien ne sont pas encore bien identifiés. Cette étude a pour but d’identifier l’influence des facteurs abiotiques et biotiques sur la répartition spatio-temporelle de A. sturio dans l’estuaire de la Gironde. En se basant sur l’écologie de l’espèce, les individus ont été divisés en deux groupes selon une taille/âge seuil (68cm de longueur à la fourche, qui correspond à 3 ans environ). Au-delà de ce seuil, la majorité des individus peuvent effectuer des allers-retours avec le milieu marin ; avant ce seuil, la majorité des individus vivent dans l’estuaire. Une analyse spatiale combinant des données biologiques issues des campagnes d’échantillonnage à des données environnementales simulées par un modèle hydrodynamique (MARS3D) a permis de mettre en évidence une différence de sélection d’habitats entre ces deux groupes à l’échelle saisonnière, dans l’estuaire de la Gironde. Les variables environnementales testées, i.e. la température, la salinité, la hauteur de colonne d’eau, la concentration en matière en suspension et la vitesse de courant, expliquent à plus de 76% la répartition saisonnière de A. sturio. Ces résultats ont permis de localiser les habitats potentiellement favorables dans les estuaires de la Gironde (au-delà de la zone d’échantillonnage), de la Loire, de la Seine et de l’Elbe grâce à des modèles hydrodynamiques similaires à celui utilisé en Gironde. Des habitats potentiellement favorables ont été identifiés dans les quatre estuaires, en quantité et distribution variables selon les saisons. Les estuaires de la Seine et de la Loire peuvent être favorables en terme de conditions abiotiques en été, principalement près de l'embouchure des estuaires. Dans l’estuaire de l’Elbe, des habitats potentiellement favorables ont été identifiés pour les individus VI < 68cm principalement au printemps et en hiver, alors qu’en automne et en été les surfaces étaient très restreintes. Des habitats potentiellement favorables ont été également identifiés pour les individus ≥ 68cm à toutes les saisons, mais principalement en été. Enfin, pour explorer l’influence des facteurs biotiques, un étude plus spécifique sur la consommation des proies par A. sturio en Gironde a été réalisée. Les résultats mettent en évidence que la sélection d’habitat serait également influencée par la présence de proies principalement en automne.

The European sturgeon (Acipenser sturio) is an anadromous species that was abundant in European rivers before the 20th century. Due to a sharp decline in its populations, the species has been classified as critically endangered, and is now the subject of two restoration programmes, in France and Germany. Thanks to restocking actions, there are currently two supported populations: one in the Gironde (France) and the second one in the Elbe (Germany). Between 2007 and 2015, more than 1.7 million individuals were released in the Gironde-Garonne-Dordogne basin and 20.000 individuals were released in the Elbe basin. In the Gironde, the population is monitored regularly, especially through scientific fishing campaigns in the estuary. The estuary is an essential habitat during the life of A. sturio, it is a migration corridor for juveniles and spawners, and it is also a growing habitat in which it may reside for several years as a juvenile before migrating to sea. During its growth at sea, given its coastal habits, A. sturio may also continue to make incursions into estuarine environments, either to find refuge (favourable environmental conditions) or preys. However, the environmental factors involved in the selection of estuarine habitats are not yet well identified. The aim of this study is to identify the influence of abiotic and biotic factors on the spatio-temporal distribution of A. sturio in the Gironde estuary. Based on the ecology of the species, the individuals were divided into two groups according to a size/age threshold (68cm fork length, which corresponds to about 3 years old). Above this threshold, most individuals are able to move back and forth with the marine environment; below this threshold, most individuals live only in the estuary. A spatial analysis combining biological data from sampling campaigns with environmental data simulated by a hydrodynamic model (MARS3D) has revealed a difference in habitat selection between these two groups on a seasonal scale in the Gironde estuary. The environmental variables tested, i.e. temperature, salinity, water column height, suspended matter concentration and current speed, explain more than 76% of the seasonal distribution of A. sturio. These results led to the localisation of potential habitats in the estuaries of the Gironde (beyond the sampling zone), the Loire, the Seine and the Elbe using hydrodynamic models similar to the one used in the Gironde. Potential habitats were identified in the four estuaries, in varying quantities and distribution depending on the season. The Seine and the Loire estuary can be favourable in terms of abiotic conditions in summer, mainly at the mouth of the estuary. In the Elbe estuary, potential habitats were identified for individuals < 68 cm mainly in spring and winter, while in autumn and summer the areas were very limited. Potential habitats were also identified at all seasons for individuals ≥ 68 cm, mainly at the mouth of the estuary and in coastal waters at all seasons but mainly in summer. VIII Finally, to explore the influence of biotic factors, a more specific study of prey consumption by A. sturio in Gironde was carried out. The results show that habitat selection is influenced by the presence of prey, mainly in autumn.