Vers une stratégie d'acquisition des données pour une évaluation fiable de l'efficacité des actions de gestion/restauration des écosystèmes

Towards a data acquisition strategy for a reliable assessment of the effectiveness of ecosystem management/restoration actions

• Auteur / Autrice : Alexis Deschler
• Direction : Thomas Spiegelberger
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : MBS - Modèles, méthodes et algorithmes en biologie, santé et environnement
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 22/05/2025
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LESSEM - Laboratoire EcoSystèmes et Sociétés En Montagne
• Jury : Président / Présidente : François Pompanon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Spiegelberger, Nathalie Machon, Christian Kerbiriou, Estelle Langlois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Machon, Estelle Langlois

Mots clés

Mots clés libres

Restauration écologique

Protocole

Suivi écologique

Donnée

Indicateur

Métadonnée

Ecological restoration

Protocol

Ecological monitoring

Data

Indicator

Metadata

Résumé

La mise en œuvre d’actions de restauration écologique apparaît comme un levier pour atténuer le phénomène sans précédent d’érosion de la biodiversité. L'efficacité de ces actions, qu’elles soient menées dans le cadre d'initiatives volontaires ou issues d'exigences réglementaires, doit être évaluée sur la base des données écologiques récoltées lors de leur suivi. Pourtant, les retours d'expérience basés sur ces données font état des difficultés à les interpréter. Nous supposons qu’une part substantielle des données produites dans le cadre de suivis d’actions de restauration de la biodiversité ne réunit pas les conditions nécessaires à la construction d’inférences robustes, fragilisant les conclusions relatives à l’efficacité des actions menées. Plus précisément nous faisons l’hypothèse 1/ que les suivis ciblent principalement la présence ou l’absence de certains groupes taxonomiques et peu la structure des habitats et les processus écologiques ; 2/que ces suivis font parfois l’objet de changements de protocoles et de leurs conditions d’application, fragilisant l’analyse des données ; 3/ que les standards de bancarisation actuels utilisés pour les suivis d’actions de restauration écologique ne permettent pas d’identifier d’éventuels biais lors de l’acquisition des données. Pour vérifier nos hypothèses, nous avons, en premier lieu, analysé 31 suivis d'actions de restauration initiées par EDF entre 2008 et 2022 sur différents sites en France afin 1/d’identifier les cibles retenues pour les suivis et 2/les éventuels changements de protocoles, de méthodes, de techniques et de leurs conditions d’application d’une session de suivi sur l’autre. Nous montrons que les suivis ciblent essentiellement les abondances de certains groupes taxonomiques, plutôt que la structure ou la fonctionnalité des habitats des espèces visées. Les changements de protocoles, de méthodes et techniques au cours des suivis, bien que mineurs, s’accompagnent de changements des conditions d'application des protocoles dans le temps. L’évolution des connaissances, la publication de protocoles nouveaux ou les différences de pratiques entre organismes réalisant les mesures peuvent expliquer une partie des changements observés. 3/Nous avons ensuite recherché et sélectionné, dans la littérature scientifique, les standards internationaux et nationaux majoritairement utilisés pour bancariser les données de suivis, y compris de projets de restauration. Nous avons construit en parallèle, à partir d’une recherche bibliographique, une liste non exhaustive d’informations nécessaires pour décrire le processus d’acquisition des données dans le contexte de projets de restauration écologique. Nous avons ainsi mis en évidence les lacunes de ces standards lorsqu’il s’agissait de bancariser des données issues de suivis écologiques de projets de restauration. Enfin, nous nous nous sommes intéressés aux indicateurs utilisés lors de suivi d’actions de restauration et les protocoles employés pour les renseigner. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux indicateurs recommandés par ECOVAL, une méthode de suivi des opérations de restauration réalisées sur des milieux terrestres dans un contexte de compensation écologique. A cette occasion, nous montrons que les indicateurs utiles lors de l’établissement d’un état initial d’un site ne sont pas nécessairement pertinents pour un suivi du site au cours du temps. En outre, certains protocoles classiquement utilisés lors des états initiaux ne sont pas adaptés au suivi. Nous avons donc initié un groupe de travail constitué d’experts afin de rechercher et d’identifier les indicateurs et protocoles adéquats pour réaliser un suivi fiable. A l’issue de la thèse, nous proposons un cadre d’acquisition des données adapté aux opérations de restauration des milieux terrestres comportant une liste d’indicateurs et de protocoles associés ainsi qu’une liste de métadonnées permettant d’obtenir des données de suivis robustes.

The implementation of ecological restoration actions appears to be a key lever in mitigating the unprecedented phenomenon of biodiversity loss. The effectiveness of these actions, whether carried out as part of voluntary initiatives or in response to regulatory requirements, must be assessed based on ecological data collected during their monitoring. However, experience feedback based on these data highlights difficulties in their interpretation. We hypothesize that a substantial portion of the data produced in biodiversity restoration monitoring does not meet the necessary conditions for drawing robust inferences, thereby weakening conclusions regarding the effectiveness of the actions undertaken. More specifically, we propose three hypotheses. First, monitoring efforts primarily focus on the presence or absence of certain taxonomic groups, rather than on habitat structure and ecological processes. Second, these monitoring efforts are sometimes subject to changes in protocols and their implementation conditions, which can weaken data analysis. Third, the current data storage standards used for ecological restoration monitoring do not allow for the identification of potential biases in data collection. To test these hypotheses, we first analyzed 31 restoration monitoring programs initiated by EDF between 2008 and 2022 at various sites in France. The goal was to identify the monitoring targets and examine any changes in protocols, methods, techniques, and their implementation conditions from one monitoring session to another. Our results show that monitoring mainly focuses on the abundance of specific taxonomic groups rather than on the structure or functionality of habitats for the target species. While protocol, method, and technique changes were generally minor, they were accompanied by shifts in implementation conditions over time. The evolution of scientific knowledge, the publication of new protocols, and differences in practices among organizations conducting measurements may explain some of the observed changes. We then examined the scientific literature to identify the most commonly used national and international standards for storing monitoring data, including data from restoration projects. In parallel, we conducted a bibliographic review to compile a non-exhaustive list of necessary information for describing the data collection process in the context of ecological restoration projects. This analysis highlighted gaps in these standards when it came to storing data from ecological restoration monitoring efforts. Finally, we explored the indicators used in restoration action monitoring and the protocols employed to document them. We focused in particular on indicators recommended by ECOVAL, a monitoring method for restoration operations conducted in terrestrial environments within an ecological compensation framework. Our findings indicate that indicators used to establish a site's initial state are not necessarily relevant for long-term site monitoring. Furthermore, some protocols commonly used in initial assessments are not well-suited for monitoring purposes. To address these issues, we established a working group of experts to identify appropriate indicators and protocols for reliable monitoring. At the conclusion of this research, we propose a data acquisition framework tailored to terrestrial habitat restoration operations. This framework includes a list of relevant indicators and associated protocols, as well as a set of metadata ensuring the robustness of monitoring data.