Génie végétal contre l'érosion des berges de cours d'eau dans un contexte de changement climatique : quelles nouvelles espèces utiliser ?

National audienceL'érosion des berges est un phénomène naturel participant activement aux processus de dynamique fluviale. Toutefois, afin de protéger des enjeux riverains (habitations, infrastructures de transport,) il est parfois nécessaire de fixer les berges avec des ouvrages de protection. Pour se faire, le génie végétal est aujourd'hui de plus en plus employé. Il s'agit de mettre en place des matériaux végétaux vivants qui vont stabiliser les berges. Ces ouvrages comprennent notamment des boutures de saules, dont les racines vont fixer la zone érodée. Les saules, sont des espèces qui apprécient l'eau et restent inféodées à la nappe phréatique. Or la sécheresse est une des causes majeures d'échec des ouvrages de génie végétal, et ces dernières devraient s'aggraver avec le changement climatique. Il apparaît donc particulièrement intéressant de tester de nouvelles espèces présentant à la fois de bonnes capacités en termes de génie végétal et une meilleure résistance à la sécheresse. Myricaria germanica et Tamarix gallica, deux espèces pionnières des bords de cours d'eau, présentent à priori de telles caractéristiques, mais leurs patrons de développement ainsi que leur capacité de résistance à la sécheresse sont peu connues. Les comportements de boutures de ces deux espèces ont été comparés avec celle d'un saule dans trois expérimentations en laboratoire et sur le terrain. On a ainsi pu déterminer les dynamiques de croissance des parties aériennes et souterraines en fonction de différentes modalités de sécheresse. Myricaria germanica et Tamarix gallica montrent généralement un taux de reprise au bouturage élevé et proche de celui du saule, et un investissement dans les racines supérieur en cas de sécheresse, Cependant la croissance de Myricaria germanica apparaît nettement plus faible que celles des deux autres espèces Ces deux espèces présentent un fort potentiel pour le génie végétal, notamment dans un contexte de changement climatique. Elles s'adaptent bien aux conditions de sècheresse et disposent de bonnes capacités de stabilisation. Leur utilisation dans ce domaine devrait contribuer à augmenter la biodiversité des ouvrages

Génie végétal en milieu alpin : évaluation des capacités de bouturage et de la résistance à la sécheresse de Myricaria germanica

L'érosion des berges de rivière, bien qu'étant un phénomène naturel, peut être limitée en présence d'enjeux anthropiques riverains par l'installation d'une couverture végétale dense et pérenne, communément appelée « ouvrage de génie végétal ». L'hégémonie des saules, espèces classiquement utilisées, ainsi que les contraintes stationnelles des milieux alpins (xéricité du substrat et perturbations mécaniques importantes) orientent la recherche vers l'étude de nouvelles espèces, potentiellement utilisables en génie végétal. L'espèce inféodée aux milieux rivulaires alpins que représente Myricaria germanica est ici retenue pour ses facultés d'ancrage, sa résistance à l'ensevelissement et son appareil aérien très rétenteur en particules fines. Le projet présenté ici a pour objectif principal d'apporter des connaissances afin d'utiliser cette espèce en génie végétal. Trois séries d'expérimentations ont été menées sur des boutures de cette espèce : une sur une berge de cours d'eau et deux dans des containers. Les résultats montrent que cette espèce présente un taux de reprise au bouturage compatible avec une utilisation en génie végétal. Les expérimentations présentées dans ce rapport montrent également une résistance à la sécheresse accrue par rapport à celle des saules, quelle que soit la durée et l'intensité de cette sécheresse. Certaines des expérimentations indiquent que M. germanica présente un comportement racinaire pour l'accès à la nappe phréatique assez similaire à celui des saules, ce qui suggère une exploitation rapide de la nappe phréatique et un enracinement profond. Ses facultés de résistance à la sécheresse, sa répartition naturelle en zone alpine, sur des substrats grossiers et pauvres en matière organique en font de plus une candidate intéressante pour son implantation sur des ouvrages en milieu alpin. L'utilisation de M. germanica en génie végétal permettrait également d'augmenter la biodiversité sur ces ouvrages, biodiversité considérée comme un facteur de stabilité des ouvrages du fait de la variété des formes aériennes et racinaires alors présentes

Génie végétal en milieu alpin : évaluation des capacités de bouturage et de la résistance à la sécheresse de Myricaria Germanica

L'érosion des berges de rivière, bien qu'étant un phénomène naturel, peut être limitée en présence d'enjeux anthropiques riverains par l'installation d'une couverture végétale dense et pérenne, communément appelée « ouvrage de génie végétal ». L'hégémonie des saules, espèces classiquement utilisées, ainsi que les contraintes stationnelles des milieux alpins (xéricité du substrat et perturbations mécaniques importantes) orientent la recherche vers l'étude de nouvelles espèces, potentiellement utilisables en génie végétal. L'espèce inféodée aux milieux rivulaires alpins que représente Myricaria germanica est ici retenue pour ses facultés d'ancrage, sa résistance à l'ensevelissement et son appareil aérien très rétenteur en particules fines. Le projet présenté ici a pour objectif principal d'apporter des connaissances sur les capacités d'utilisation de cette espèce en génie végétal. Trois séries d'expérimentations ont été menées sur des boutures de cette espèce : une sur une berge de cours d'eau et deux dans des containers. Les résultats montré que cette espèce présente un taux de reprise au bouturage compatible avec une utilisation en génie végétal. Les expérimentations présentées dans ce rapport montrent également une résistance à la sécheresse accrue par rapport à celle des saules, quelle que soit la durée et l'intensité de cette sécheresse. D'autres expérimentations montrent également une similarité de comportement racinaire pour l'accès à la nappe phréatique entre M. germanica et les saules, ce qui suggère une exploitation rapide de la nappe phréatique et un enracinement profond. Ses facultés de résistance à la sécheresse, sa répartition naturelle en zone alpine, sur des substrats grossiers et pauvres en matière organique en font de plus une candidate intéressante pour son implantation sur des ouvrages en milieu alpin. L'utilisation de M. germanica en génie végétal permettrait également d'augmenter la biodiversité sur ouvrage, facteur de stabilité des ouvrages de par la diversité de formes aériennes et racinaires

Using ecological and biogeographical features to achieve a typology of the plant species used in riverbank protection bioengineering in Europe

International audienceA common goal for nature managers is to provide new riverbank protection guidelines in terms of environmental requirements for many species simultaneously. In this study, we propose to achieve a double typology of the plant species used in riverbank protection bioengineering in Europe using ecological and biogeographical features. The statistical analyses highlight the predominant role played by the light exposure in the structure of their classification but other ecological features such as soil productivity and tolerance to flooding were also found to be significantly selective. Independent biogeographical and ecological typologies allow the managers to be in adequation with the regional altitudinal and climatic context and to select species adapted to the very local environmental conditions of the considered riverbank. This study could take on a great interest since its methodology and its results are nearly applicable to slopes protection in general but also an interest in the context of the current climatic change

Les Tamaricaceae en génie végétal

Le génie végétal se révèle une solution naturelle, efficace et durable pour lutter contre les problèmes d'érosion des berges. Comment ces techniques peuvent-elles s'appliquer aux berges de cours d’eau soumises à des sécheresses estivales ? Cet article se propose d’étudier les potentialités d'espèces ripicoles encore peu exploitées aujourd'hui, les Tamaricaceae, présentant des facultés spécifiques de résistance à la sécheresse tout en ayant des capacités de stabilisation des berges

Les saules utilisés en génie végétal

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVINLa sécheresse est une des principales causes des échecs des ouvrages de génie végétal. Parmi les espèces utilisées en génie biologique, les saules occupent une place prépondérante de par leur forte capacité de bouturage, leur croissance rapide et la vigueur de leur système racinaire. Ainsi, la reprise des saules et leur développement végétatif apparaissent comme des processus écologiques clé dans la réussite des ouvrages de génie végétal pour la lutte contre l'érosion. Ces capacités de reprise dépendent largement des facteurs climatiques de température et de pluviométrie. Toutefois s'il existe des études fragmentaires sur l'affinité de ces espèces en termes de milieux, il n'existe aucune étude générale présentant les particularités écologiques des saules utilisés en génie végétal, et très peu d'informations sur leurs capacités de reprise et de développement végétatif suivant les conditions de sécheresse et de température. Ce travail se place dans le champ de l'écologie de la restauration et a pour objectif de mieux comprendre les capacités de reprise et de développement végétatif des saules utilisés en génie végétal dans un contexte de changement climatique. Ce projet comprend trois volets : une analyse des caractéristiques écologiques de toutes les espèces de saules utilisées en génie végétal, réalisée à l'aide des bases de données sur les traits biologiques et les affinités écologiques des espèces ; des expérimentations sur la réponse, en termes de reprise et de développement végétatif (croissance, biomasses aériennes et souterraines), de boutures de 5 espèces de saules très utilisées, à un gradient de sécheresse ; la réalisation de fiches pratiques à destination des gestionnaires sur la description et les modalités d'utilisation de 14 espèces de saules, notamment en fonction des contraintes de sécheresse rencontrées. Un tableau de synthèse reprend les différentes informations principales sur les 14 espèces de saule

Quelles espèces et populations de saules utiliser en génie végétal face à la sécheresse ?

International audienceLes saules constituent une ressource essentielle pour la conception des ouvrages de génie végétal destinés à protéger les berges de cours d’eau en raison de leurs capacités de bouturage et d’adaptation à ces milieux. La sécheresse est reconnue comme une des causes majeures d’échec en génie végétal, même sur les berges de cours d’eau où les hauts de berges peuvent être très secs. Cette situation devrait être de plus en plus fréquente du fait de l’augmentation de l’intensité des sécheresses liées au changement climatique. L’objet de la présente communication est ainsi d’identifier parmi plusieurs espèces et populations de saules largement utilisées en génie végétale en Europe celles qui sont les mieux adaptées à des contextes de sécheresse. Nous avons ainsi évalué la réponse à la sécheresse des traits biotechniques (traits utiles pour la stabilisation des ouvrages) de huit populations de saules issues de cinq espèces. Les boutures ont été placées en conteneurs et soumises à deux modalités de sécheresse pendant deux ans. Les biomasses aériennes et racinaires ont augmenté respectivement jusqu’à 10 et 20 fois entre la première et la seconde année de végétation. Les populations de Salix eleagnos et de Salix purpurea issues du Sud-Est ont vu leurs traits moins affectés par la sécheresse. Ces conclusions soulignent ainsi que le choix des espèces et populations de saule a des conséquences fortes quant à la capacité de résistance des ouvrages de protection de berge en génie végétal

Génie végétal pour la protection des berges de cours d'eau : quels défis et innovations dans un monde en transition

International audienceRiverbanks are assuming a large number of important ecological functions: biodiversity support, resistance to invasion, ecological corridors, biomass production, water purification, temperature regulation, flood control, and recreation. Besides hard engineering, soil bioengineering techniques for riverbank protection are very old nature based solutions and have been used for centuries throughout the world. First thought of mimicking nature to fulfil the function of erosion control, soil bioengineering techniques are now also formed to assume some of the other important ecological functions of riverbanks. Using mostly concepts and tools from restoration and functional ecology (but also from engineering and hydraulic), we conducted a set of studies and experiments (in greenhouse and on real works) that aimed at characterising and maximising the contribution of riverbank bioengineering techniques to some of these ecological functions, including biodiversity support, resistance to invasion, resistance to drought and erosion control. We assessed the capability of several types of managed and mineral riverbank to support both common (terrestrial plants and beetles, macrobenthic communities) and endangered biodiversity (Myricaria germanica and Typha minima). Regarding resistance to invasion, we studied the potential of bioengineering techniques to resist to the pressure of an invasive rodent (Myocastor coypu), and to outcompete Japanese knotweeds. Summer drought should increase with climate change, and is a major threat for bioengineering success; we then studied the resistance of Salicaceae and Tamaricaceae populations to harsh drought. Finally we worked to maximize erosion control function of these techniques by implementing bioengineering works in steep slope rivers (5-10%), and by assessing past shear stress resistance to flood. Our results show that soil bioengineering techniques can be definitely thought as a nature based solution for assuming both erosion control and main ecological functions of riverbanks, and are thus promising in the achievement of these complex human goals in a context of global change

Génie végétal : compromis entre les fonctions de contrôle de l'érosion et les fonctions écologiques des berges de cours d'eau

International audienceRiverbanks are assuming a large number of important ecological functions: biodiversity support, resistance to invasion, ecological corridors, biomass production, water purification, temperature regulation, flood control, and recreation. Besides hard engineering, soil bioengineering techniques for riverbank protection are very old and have been used for centuries throughout the world. First thought of to fulfil the function of erosion control, soil bioengineering techniques are now also formed to assume some of the other important ecological functions of riverbanks. Using mostly concepts and tools from restoration and functional ecology (but also from engineering and hydraulic), we conducted a set of studies and experiments (in greenhouse and on real works) that aimed at characterising and maximising the contribution of riverbank bioengineering techniques to some of these ecological functions, including biodiversity support, resistance to invasion, resistance to drought and erosion control. We assessed the capability of several types of managed and mineral riverbank to support both common (terrestrial plants and beetles, macrobenthic communities) and endangered biodiversity (Myricaria germanica and Typha minima). Regarding resistance to invasion, we studied the potential of bioengineering techniques to resist to the pressure of an invasive rodent (Myocastor coypu), and to outcompete Japanese knotweeds. Summer drought should increase with climate change, and is a major threat for bioengineering success; we then studied the resistance of Salicaceae and Tamaricaceae populations to harsh drought. Finally we worked to maximize erosion control function of these techniques by implementing bioengineering works in steep slope rivers (5-10%), and by assessing past shear stress resistance to flood. Our results show that soil bioengineering techniques can be definitely thought as a tool for ecological restoration, and are promising in the achievement of complex human goals on riverbanks in a context of global change

Génie végétal : compromis entre les fonctions de contrôle de l'érosion et les fonctions écologiques des berges de cours d'eau

International audienceRiverbanks are assuming a large number of important ecological functions: biodiversity support, resistance to invasion, ecological corridors, biomass production, water purification, temperature regulation, flood control, and recreation. Besides hard engineering, soil bioengineering techniques for riverbank protection are very old and have been used for centuries throughout the world. First thought of to fulfil the function of erosion control, soil bioengineering techniques are now also formed to assume some of the other important ecological functions of riverbanks. Using mostly concepts and tools from restoration and functional ecology (but also from engineering and hydraulic), we conducted a set of studies and experiments (in greenhouse and on real works) that aimed at characterising and maximising the contribution of riverbank bioengineering techniques to some of these ecological functions, including biodiversity support, resistance to invasion, resistance to drought and erosion control. We assessed the capability of several types of managed and mineral riverbank to support both common (terrestrial plants and beetles, macrobenthic communities) and endangered biodiversity (Myricaria germanica and Typha minima). Regarding resistance to invasion, we studied the potential of bioengineering techniques to resist to the pressure of an invasive rodent (Myocastor coypu), and to outcompete Japanese knotweeds. Summer drought should increase with climate change, and is a major threat for bioengineering success; we then studied the resistance of Salicaceae and Tamaricaceae populations to harsh drought. Finally we worked to maximize erosion control function of these techniques by implementing bioengineering works in steep slope rivers (5-10%), and by assessing past shear stress resistance to flood. Our results show that soil bioengineering techniques can be definitely thought as a tool for ecological restoration, and are promising in the achievement of complex human goals on riverbanks in a context of global change