Thèse Invasions Biologiques en Berges de Cours d'Eau Comprendre les Mécanismes Écologiques pour Mieux Restaurer les Fonctions de l'Écosystème H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : ISCE - Ingénierie pour la Santé la Cognition et l'Environnement Laboratoire de recherche : LESSEM - Laboratoire EcoSystèmes et Sociétés En Montagne Direction de la thèse : André EVETTE ORCID 0000000209270037 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-19T23:59:59 Les ripisylves ou forêts riveraines des berges de cours d'eau constituent des interfaces écologiques extrêmement diversifiées et complexes, assurant des fonctions clés de corridor écologique et de régulation des températures, des transferts de polluants et des processus de dépôts-érosion... Or ces milieux ont été profondément affectés par des travaux d'aménagement (chenalisation, endiguement, etc.) ou par la modification des régimes hydrologiques qui les structurent (barrages, prélèvements, etc.). Soumises à un régime de perturbations intenses lié aux crues, les ripisylves sont par ailleurs fortement colonisées par des espèces exotiques envahissantes (EEE), ce qui menace leur biodiversité.
La gestion de ces invasions est un enjeu majeur, avec des coûts souvent élevés pour une efficacité non garantie. De plus, les règlements européens sur les EEE et sur la restauration de la nature imposent aux gestionnaires de trouver des solutions efficaces à la fois pour la gestion de ces invasions, et pour répondre aux objectifs de restauration écologique des milieux. Dans ce contexte, une des clés pour élaborer des itinéraires de restauration efficaces nécessite d'identifier les caractéristiques des ripisylves permettant de renforcer leur résistance à l'invasion par des plantes exotiques, tout en préservant leur capacité à accueillir de la biodiversité, et à maintenir les fonctions écosystémiques.
Ce projet doctoral ambitionne d'utiliser les récentes avancées en matière d'écologie fonctionnelle pour évaluer l'impact des invasions végétales sur trois fonctions majeures remplies par les ripisylves, et en extraire des outils pour leur restauration écologique. Il sera ainsi organisé en trois axes complémentaires centrés sur 1) la fonction de résistance aux invasions; 2) la fonction de support de biodiversité et 3) la fonction de maintien de berges.
Ce projet de thèse se positionne ainsi sur différents fronts de science notamment en fusionnant des questions clés nourrissant la compréhension du processus des invasions biologiques et de leurs impacts avec des cadres novateurs développés en écologie de la restauration qui s'inspirent de l'écologie fonctionnelle. Il s'ancre également dans une opérationnalité forte en visant de produire des recommandations pour la restauration de ripisylves envahies sur la base de la restauration des fonctions fournies par les communautés végétales.
Les résultats de la thèse seront publiés dans des revues scientifiques internationales indexées mais également dans des revues techniques pour favoriser leur diffusion auprès des gestionnaires. Ces articles seront relayés par des réseaux spécialisés (par exemple le Réseau d'expertise scientifique et technique du Centre de Ressources Espèces Exotiques Envahissantes, le Réseau d'Échanges et de Valorisation en Écologie de la Restauration et l'Association Rivière Rhône-Alpes Auvergne dont font partie les encadrants). En outre, des participations à des conférences scientifiques seront réalisées.
Il s'inscrit dans la continuité des recherches menées au LESSEM depuis plus de dix ans par André Evette et Fanny Dommanget sur les invasions végétales en milieu rivulaire et la restauration des berges de cours d'eau. Il sera nourri par leur réseau de partenaires académiques (IGE - Grenoble; AMAP - Montpellier; ECODIV - Rouen; BOKU - Autriche; Université de Prague - Tchéquie) et opérationnels (ARRA², CNR, gestionnaires de cours d'eau, réseau REVER...). Les berges de cours d'eau constituent des interfaces écologiques extrêmement diversifiées et complexes, remplissant de nombreux services (Naiman, Decamps et Pollock, 1993). Les ripisylves (formations végétales présentes sur les rives du cours d'eau) occupent ainsi d'importantes fonctions de corridor écologique et de régulation des températures, des transferts de polluants et des processus de dépôts-érosion. Or, ces milieux connaissent une pression anthropique forte soit par l'aménagement direct des berges (chenalisation, endiguement) ou par la modification des régimes hydrologiques qui les structurent (barrages régulant les débits, etc.). Par ailleurs, soumises à un régime de perturbations intenses lié aux crues, les ripisylves sont fortement colonisées par des espèces végétales exotiques, qui y trouvent des conditions propices à l'expression de leur potentiel invasif (Chytrý et al., 2008). Ainsi, les ripisylves font aujourd'hui parties des milieux les plus touchées par les invasions biologiques (Planty-Tabacchi et al., 1996; Pyšek et al., 2010), l'un des facteurs responsables de l'érosion de la biodiversité à l'échelle mondiale (IPBES, 2023).
La gestion des invasions végétales est un véritable enjeu, en particulier en bord de cours d'eau où les contraintes sont multiples. Les interventions sur des populations d'espèces exotiques envahissantes (EEE) déjà implantées nécessitent souvent des actions coûteuses et avec une efficacité non garantie (Simberloff et al., 2013). D'autre part, les récentes politiques publiques (règlements européens sur les EEE et sur la restauration de la nature) imposent aux gestionnaires de trouver des solutions répondant à la fois à l'impératif de gestion des invasions biologiques et aux objectifs de restauration des milieux. Pour autant, il n'existe aucun cadre opérationnel qui permettrait de remplir conjointement ces deux obligations, en particulier parce que la compréhension des mécanismes écologiques régulant les invasions végétales en milieux rivulaires sont encore trop mal compris.
Depuis plusieurs années pourtant, des études proposent d'utiliser les approches développées en écologie fonctionnelle pour mieux comprendre les effets d'une invasion biologique sur les écosystèmes (Funk et al., 2008) avec pour intérêt de sortir de l'idiosyncrasie et d'identifier les mécanismes écologiques sous-jacents. Parallèlement, la restauration par l'approche traits propose un cadre prometteur (Briand et al., 2026), adaptable à différents types d'écosystèmes et différentes échelles. Son application à la restauration de berges envahies par des végétaux exotiques envahissants passe par l'identification des fonctions et des trais importants, ce qui est toute l'ambition de ce projet doctoral. L'objectif scientifique est d'étudier le rôle de la diversité fonctionnelle des communautés végétales rivulaires dans plusieurs fonctions clés (1/ résistance à l'invasion, 2/ support de biodiversité, 3/ maintien des berges) et d'évaluer comment la colonisation par des plantes exotiques envahissantes vient modifier ces fonctions. Ce projet s'appuie sur les cadres conceptuels de l'écologie des invasions et de l'écologie de la restauration. L'approche utilisée est celle des traits fonctionnels.
L'objectif appliqué de ce projet est de proposer un cadre et des outils de restauration pour des berges de cours d'eau envahies par des espèces végétales exotiques envahissantes. Ce projet s'organise en trois axes complémentaires définis autour de trois fonctions majeures remplies par les ripisylves et modifiées par les invasions végétales.
1) Axe 1: Fonction de résistance à l'invasion.
La fonction de résistance aux invasions s'appuie sur les hypothèses relatives à l'invasibilité des écosystèmes autochtones au sein de l'écologie des invasions. Une de ces hypothèses est que la diversité biologique, notamment la diversité fonctionnelle, favoriserait une plus grande résistance à l'invasion, soit par effet de complémentarité (qui impliquerait une utilisation complémentaire et donc maximisée des ressources locales), soit par effet de différence fonctionnelle (qui impliquerait des utilisations différenciées des niches écologiques) (Gioria et al., 2023). L'application des résultats permettrait d'imaginer des communautés végétales rivulaires cibles à restaurer, définies sur la base de leurs traits fonctionnels et en s'inspirant des cadres de restauration écologique selon l'approche par les traits (Funk et al., 2008; Briand et al., 2026).
Ces hypothèses seraient testées en caractérisant la diversité fonctionnelle des communautés végétales de berges de cours d'eau sur un gradient d'invasion par une approche observationnelle in situ (Axe 1 - tâche 1). Ces observations de terrain comprendront des relevés floristiques de différentes communautés végétales rivulaires le long de plusieurs tronçons de cours d'eau et représentant un gradient d'invasion par des plantes exotiques. Les analyses de diversité fonctionnelle seront réalisées grâce à des extractions depuis les bases de données de traits (TRY, GRooT, Androsace), en accès libre ou sur simple requête.
Ces observations seront complétées par une expérimentation ciblée en phytotrons visant à cultiver des mélanges d'espèces autochtones avec des plantes exotiques et représentant différentes diversités fonctionnelles (Axe 1 - tâche 2). Une analyse de la biomasse des espèces exotiques comme proxy du succès invasif dans ces différents mélanges permettra de rendre compte du rôle de la diversité fonctionnelle dans la résistance à l'invasion.

2) Axe 2: Fonction de support de biodiversité.
En réduisant la diversité végétale des berges de cours d'eau, les plantes exotiques envahissantes peuvent modifier les communautés d'autres organismes rivulaires (terrestres comme aquatiques) qui en dépendent pour leur nourriture ou pour leur habitat (Ehrenfeld, 2010; Dommanget et al., 2023). En particulier, elles peuvent affecter les communautés d'herbivores peu mobiles et les réseaux trophiques par effet cascade. Mais les pratiques de gestion de ces plantes exotiques peuvent également avoir des effets sur ces mêmes communautés, en particulier parce qu'elles vont modifier la composition végétale dans un laps de temps très court (Dommanget et al., 2023). L'objectif ici est de comparer la composition des communautés d'invertébrés terrestres et aquatiques herbivores et détritivores de berges envahies, de berges envahies puis restaurées par des pratiques de revégétalisation, et des ripisylves de référence. L'hypothèse est que les organismes herbivores (réseau vert) sont plus sensibles aux modifications de la composition des communautés végétales que les organismes détritivores plus généralistes (réseau brun) (Mitchell, 2019). L'application des résultats de ce chapitre permettra d'optimiser la sélection des végétaux à planter dans les zones envahies afin de maximiser l'accueil de la biodiversité.
Une approche comparative sera adoptée. Une campagne de terrain visant à échantillonner l'entomofaune herbivore et détritivore sera réalisée le long de berges envahies et restaurées pour comparer les communautés d'odonates herbivores et la communauté des macroarthropodes de la litière. Des analyses multivariées sur chaque communauté permettront d'en identifier les différences (Axe 2 - tâche 1). Une étude des interactions trophiques plantes - arthropodes permettra ensuite d'identifier les mécanismes régulant ces interactions, notamment en lien avec les hypothèses de productivité et de diversité (Marchand et al., 2026) (Axe 2 - tâche 2).

3) Axe 3: Fonction de maintien de berges.
Ici, l'étude des traits mécaniques des parties aériennes et souterraines des plantes et leur rôle dans la rétention des sédiments et dans la stabilité des berges (Corenblit et al., 2024; Gurnell et Bertoldi, 2024), permettra d'identifier la modification éventuelle de ces fonctions clés lors d'une invasion végétale (Hardwick et al., 2026). En particulier, l'étude des traits mécaniques de différentes communautés végétales et de leur complémentarité éclairera le rôle de la diversité fonctionnelle dans les processus hydrogéomorphologiques. L'hypothèse est qu'en appauvrissant la diversité des traits mécaniques souterrains, les invasions végétales modifient le maintien des berges comparativement à des communautés végétales plus diversifiées. En retour, la restauration de la diversité végétale doit permettre de restaurer les fonctions liées à ces propriétés mécaniques.
Ces hypothèses seront testées par des approches observationnelles visant la caractérisation de la diversité des traits racinaires de différentes berges de cours d'eau envahies (monospécifiques) et autochtones (plurispécifiques) mesurée par des monolithes prélevés in situ (Axe 3 - tâche 1). Une expérimentation en canal expérimental viendra compléter ces observations avec une visée plus mécaniste pour valider le rôle de la diversité fonctionnelle racinaire sur le maintien de berges (Axe 3 - tâche 2).

- Formation initiale : Avoir validé un niveau Master 2 en écologie ou équivalent école d'ingénieur, avec des connaissances solides sur les berges de cours d'eau et leur fonctionnement biogéomorphologique. Le/la candidat.e doit avoir un intérêt pour l'écologie de terrain et une appétance pour la mise en place d'expérimentation en conditions contrôlées.
- Compétences demandées :
Connaissances indispensables des statistiques descriptives et analytiques
Intérêt fort pour l'écologie des invasions et l'analyse de données
Des connaissances botaniques sont un plus
Maitrise du logiciel R et des logiciels de bureautique
Capacités rédactionnelles et de synthèse
Rigueur, autonomie, capacités d'initiative, aptitude au travail en équipe
Permis B