Conséquences industrielles et écologiques de l'introduction de nouvelles espèces dans les hydrosystèmes continentaux : la moule zébrée et autres espèces invasives

Les eaux de surface sont prélevées pour divers usages industriels, parmi lesquels la production d'énergie électrique représente une large part. Dans les circuits d'eau brute se fixent de nombreuses espèces d'organismes aquatiques, qui perturbent le fonctionnement des installations et sont susceptibles d'entraîner l'indisponibilité de certaines d'entre elles. Dans certains cas, l'irruption de nouvelles espèces pose un problème grave à l'industrie. L'introduction de deux espèces de moules zébrées (genre Dreissena) dans les Grands Lacs américains, puis leur extension progressive vers le sud des États-Unis au cours des dernières années, se chiffre par un dommage pour l'industrie estimé à cinq milliards de dollars par an en 2000. L'impact écologique de la moule zébrée en Amérique du Nord a fait l'objet de nombreux travaux ; dans la phase d'extension rapide de l'espèce, il semble significatif. En Europe, la moule zébrée constitue aussi une menace pour les circuits industriels ; c'est pourquoi cette espèce a fait l'objet de nombreuses études, notamment en France sur la Seine, le Rhône et la Moselle. Deux nouvelles espèces invasives sont récemment apparues dans les cours d'eau européens : il s'agit du clam asiatique Corbicula fluminea et d'un amphipode : Corophium curvispinum. Elles s'ajoutent à la liste faunistique des organismes observés dans les circuits de centrales thermiques installées sur les cours d'eau français : spongiaires, hydraires, bryozoaires, mollusques. Pour assurer la disponibilité des circuits, il faut pouvoir contrôler le développement de ces espèces ; ce qui implique une connaissance approfondie de leur biologie et de leur écologie. Les méthodes de lutte actuellement mises en oeuvre au plan industriel, ou qui sont à l'étude, sont brièvement passées en revue

Conséquences industrielles et écologiques de l'introduction de nouvelles espèces dans les hydrosystèmes continentaux : la moule zébrée et autres espèces invasives

Les eaux de surface sont prélevées pour divers usages industriels, parmi lesquels la production d'énergie électrique représente une large part. Dans les circuits d'eau brute se fixent de nombreuses espèces d'organismes aquatiques, qui perturbent le fonctionnement des installations et sont susceptibles d'entraîner l'indisponibilité de certaines d'entre elles. Dans certains cas, l'irruption de nouvelles espèces pose un problème grave à l'industrie. L'introduction de deux espèces de moules zébrées (genre Dreissena) dans les Grands Lacs américains, puis leur extension progressive vers le sud des États-Unis au cours des dernières années, se chiffre par un dommage pour l'industrie estimé à cinq milliards de dollars par an en 2000. L'impact écologique de la moule zébrée en Amérique du Nord a fait l'objet de nombreux travaux ; dans la phase d'extension rapide de l'espèce, il semble significatif. En Europe, la moule zébrée constitue aussi une menace pour les circuits industriels ; c'est pourquoi cette espèce a fait l'objet de nombreuses études, notamment en France sur la Seine, le Rhône et la Moselle. Deux nouvelles espèces invasives sont récemment apparues dans les cours d'eau européens : il s'agit du clam asiatique Corbicula fluminea et d'un amphipode : Corophium curvispinum. Elles s'ajoutent à la liste faunistique des organismes observés dans les circuits de centrales thermiques installées sur les cours d'eau français : spongiaires, hydraires, bryozoaires, mollusques. Pour assurer la disponibilité des circuits, il faut pouvoir contrôler le développement de ces espèces ; ce qui implique une connaissance approfondie de leur biologie et de leur écologie. Les méthodes de lutte actuellement mises en oeuvre au plan industriel, ou qui sont à l'étude, sont brièvement passées en revue

Quelles variables biologiques pour quels objectifs de gestion ?

Bioindicators are composed of elements located at the various levels that represent the complexity of the biological structure : at the cell and tissue level (biomarkers), at the organism level (bioassays) and at the population level (biocenotic indicators). They belong to the larger group of the indicators of the aquatic ecosystems that include chemical and physical variables. Bioindicators and ecological modelling constitute the two types of a scientific approach to ecosystems. In this area, bioindicators are helpful instruments in water resource management and they are applied to impact prevision, to the a posteriori impact statement and to the long term monitoring of the ecosystems' and ecocomplexes' status. The benefit of their use and the problems resulting from their implementation are presented via two examples : aquatic mosses as pollution detectors and hydrobiological monitoring of nuclear power plants. As to their number and to their diversity, bioindicators seem to completely fulfill the requirements requested by water resource managers. However, the experiment feedback from applications is necessary in order to develop reliable methods, to improve them and possibly to standardize them. The knowledge transfer between the research area, the study area and the application area is also required. / Les bioindicateurs sont composés d'éléments situés aux différents niveaux de complexité de l'édifice biologique : au niveau cellulaire et tissulaire (biomarqueurs), au niveau des organismes (bioessais) et au niveau des peuplements (indicateurs biocénotiques). Ils appartiennent à l'ensemble plus vaste des indicateurs d'état de l'écosystème aquatique qui comportent des variables chimiques et physiques. Avec la modélisation écologique, ils représentent les deux types d'approche scientifique des écosystèmes. C'est dans ce cadre que les bioindicateurs constituent des instruments privilégiés d'aide à la gestion de la ressource en eau et qu'ils trouvent des applications dans la prévision d'impact, dans le constat d'impact a posteriori et dans la surveillance à long terme de l'état des écosystèmes et écocomplexes. L'intérêt de leur utilisation et les problèmes posés par leur mise en oeuvre sont abordés à partir de deux exemples : les mousses aquatiques en tant que détecteurs de pollutions et la surveillance hydrobiologique des centrales nucléaires. Tant par leur nombre que par leur diversité, les bioindicateurs semblent parfaitement aptes à répondre aux demandes des gestionnaires de la ressource en eau. Il faut cependant noter des lacunes dans le secteur du retour d'expérience pour lequel il est indispensable de développer des méhodes fiables, de les améliorer et éventuellement de les normaliser. Il faut également veiller au transfert des connaissances entre le secteur de la recherche, celui des études et celui des applications

La chloration de l'eau de réfrigération

Après avoir passé en revue les moyens de lutte contre les salissures biologiques applicables aux circuits d'eau de réfrigération des centrales thermiques, les auteurs décrivent les traitements par chloration adoptés par EDF. Il s'agit de la chloration choc des aéroréfrigérants et de la chloration en continu à faible niveau des circuits de centrales thermiques côtières. Dans ces deux domaines, la Direction des Etudes et Recherches d'EDF a réalisé et suscité des études visant à améliorer la protection des circuits tout en protégeant l'écosystème aquatique contre les dommages que pourraient occasionner les rejets d'eau chlorée

Evaluation quantitative de la biomasse végétale en Durance à l'aval du barrage de Serre-Ponçon

La quantité de végétaux macrophytes a été évaluée en poids frais et en poids sec dans un tronçon de la Durance, une rivière du sud de la France. Le tronçon étudié se situe à l'aval de Serre-Ponçon, la plus grande retenue hydroélectrique française; il comporte le bassin de compensation d'Espinasses et la Durance sur environ 3 km jusqu'au pont de Rochebrune. Dans les rivières à débit régulé où les fonds sont en partie envasés, se développe généralement une abondante végétation composée de plantes supérieures et d'algues, c'est le cas de la Durance en aval de Serre-Ponçon. Le débit minimum maintenu en permanence dans la rivière est de 1,5 m3/s. Des mesures ont été réalisées en 1985, au cours de l'été et de l'automne, en vue de déterminer quantitativement la biomasse des macrophytes, d'évaluer leur charge en phosphore et de recueillir des données sur leur répartition en fonction des facteurs d'environnement. Des données de qualité d'eau ont d'autre part été collectées pendant la période de mesures afin d'apprécier l'incidence de la végétation macrophyte sur le bilan d'oxygène dissous de la rivière. Dans le bassin de compensation d'Espinasses d'une superficie de 112,5 ha, avec une profondeur moyenne de 5,4 m, la biomasse végétale maximum atteint en fin septembre 95 tonnes en poids sec soit 844 kg/ha; elle contient 86  kg de phosphore. Le tronçon de Durance étudié, long de 2,8 km, d'une superficie de 12,3 ha, a une biomasse maximum de 29 tonnes en poids sec soit 2 300 kg/ha; elle contient 45 kg de phosphore. Les Characées représentent à la fin du mois d'août environ 90 % de la biomasse dans le bassin d'Espinasses et 42% dans la rivière. A la fin du mois de septembre les Characées représentent 98 % de la biomasse dans le bassin et 83 % dans la Durance. Le reste de la végétation est constitué presque exclusivement par des Potamogétonacées : Groenlandia densa (Potamogeton densus) et Potamogeton pectinatus. Les algues vertes des genres Cladophora et Spirogyra constituent une fraction mineure de la biomasse totale, avec un maximum de 5 % à la fin novembre. Le phosphore apporté par l'eau de Serre-Ponçon, bien qu'en faible concentration, n'est pas limitant pour la croissance végétale. Les mesures en continu de pH et d'oxygène dissous effectués sur ce tronçon mettent en évidence l'influence de la photosynthèse et de la respiration des végétaux. En septembre, les fluctuations journalières atteignent 0,6 unité pH et 3,O mg/l pour I'oxygène dissous. La teneur en oxygène dissous est toutefois restée supérieure ou égale à 7,8 mg/l en moyenne mensuelle de juin à novembre, le minimum n'étant pas inférieur à 6,O rng/l

Rapport III. 16 Estimation de l'influence des purges de réfrigérants atmosphériques sur la qualité des eaux du milieu récepteur, quelques aspects physico-chimiques et biologiques

Influence of atmospheric cooling towers blowdown on rivers water quality. Some physico chemical and biological aspects. The different modifications of the physicochemical quality of the atmospheric cooling towers blowdown are considered. These modifications are due to the following processes : heating, concentration increasing of dissolved substances, stimulation of biological activity, addition of anti-scaling and anti fouling products. The influence on the aquatic ecosystem of each of these modifications is then estimated .Les diverses modifications de la qualité physico-chimique de l'eau de purge des réfrigérants atmosphériques sont envisagées. Ces modifications résultent des processus suivants : échauffement, concentration en substances dissoutes, stimulation de l'activité biologique, adjonction de produits antitartre et antisalissures. L'influence de chacune de ces modifications sur 1'écosystème aquatique est alors estimée.Khalanski M., Merle G., Travade François. Rapport III. 16 Estimation de l'influence des purges de réfrigérants atmosphériques sur la qualité des eaux du milieu récepteur, quelques aspects physico-chimiques et biologiques. In: Rejets de chaleur à l'atmosphère. Gestion des calories et hydraulique associée. Compte-rendu des XVIes journées de l'hydraulique. Paris, 16-18 septembre 1980. Tome 2, 1980

La modélisation numérique appliquée à l'évaluation d'impact hydrobiologique

Des modèles numériques simulent le fonctionnement des écosystèmes aquatiques (température, plancton, oxygène dissous, nutriments). Appliqués à l'évaluation d'impact du fonctionnement des centrales nucléaires, ils permettent d'évaluer quantitativement l'influence des rejets thermiques et de la chloration sur les sites de Saint-Laurent-des-Eaux et de Gravelines, comme le montrent les auteurs