(trad auto)Modelling and scaling for ecotoxicological assessment: application to two aquatic macroinvertebrates, gammarus fossarum (amphipod crustacean) and potamopyrgus antipodarum (gasteropod mollusk) | Modélisation et changement d'échelles pour l'évaluation écotoxicologique : application a deux macroinvertebrés aquatiques, gammarus fossarum (crustacé amphipode) et potamopyrgus antipodarum (mollusque gasteropode)

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA [Encadrant_IRSTEA]Chaumot, A.

English. The regulatory framework lead to increase the assessments of the ecological risk linked to the discharge of chemical substances in aquatic environment with the aim to protect natural populations. However, this targeted level of protection cannot be used so easily to establish a direct link between a contamination and its effects. In order to overcome this difficulty, the multi-scale approaches based on the study of the effects of the contaminations on individual markers and then on the extrapolation of these effects at the population level with population dynamic models represent promising tools and start to be well accepted in predictive processes. Yet, their use for the diagnosis of water quality remains rare for the moment, on the one hand, because of the important variability of answers of individual markers in situ linked to the influence of diverse confounding environmental factors for the assessment of toxicity and, on the other hand, because of the lack of environmental relevance of models currently proposed. Focused on the use of 2 species widely observed in European rivers and presenting contrasting ecological and phylogenetic characteristics: the Gammarus fossarum crustacean and the Potamopyrgus antipodarum mollusc, this doctoral degree aims to first propose a methodology to consider the influence of confounding factors in order to improve the reading of biological in situ tests based on the measurement of individual markers on caged organisms and second, to develop ecologically relevant population models. Thus, this works allowed to underline the importance of the consideration of confounding factors (i.e., temperature), in different in situ tests based on the measurement of individual markers on caged organisms. Moreover, population models for both species have been defined in order to test the influence of life histories and seasonal variations on demographic sensitivity of populations.

French. Les réglementations conduisent à multiplier les évaluations du risque écologique lié au rejet des substances chimiques dans les milieux aquatiques avec pour objectif de protéger les populations naturelles. Cependant, ce niveau de protection visé ne peut être utilisé facilement pour établir un lien direct entre une contamination et ses effets. Pour palier à cette difficulté, les approches multi-échelles basées sur l’étude des effets des contaminations sur des marqueurs individuels puis sur l’extrapolation de ces effets au niveau des populations à partir de modèles de dynamique de population représentent des démarches prometteuses et commencent à être bien acceptées dans les démarches prédictives. Cependant, leur utilisation pour le diagnostic de la qualité des milieux aquatiques reste pour le moment très rare, d’une part en raison de la forte variabilité des réponses des marqueurs individuels in situ liée à l’influence de divers facteurs environnementaux confondants pour l’évaluation de la toxicité et d’autre part à cause du manque de pertinence environnementale des modèles actuellement proposés. Centré sur l’utilisation de deux espèces couramment observées dans les cours d’eau européens et présentant des caractéristiques écologiques et phylogénétiques contrastées : le crustacé Gammarus fossarum et le mollusque Potamopyrgus antipodarum, ce travail doctoral a pour objectif : 1- de proposer une méthodologie pour prendre en compte l’influence des facteurs de confusion dans le but d’améliorer la lecture des bioessais in situ basés sur la mesure de marqueurs individuels sur des organismes encagés et 2- de développer des modèles de dynamique de population écologiquement pertinents. Ainsi, nos travaux ont permis, pour différents tests in situ basés sur la mesure de marqueurs individuels sur des organismes encagés, de souligner l’importance de la prise en compte des facteurs de confusion (i.e., température). De plus, nous avons paramétré des modèles de dynamique de population pour les deux espèces dans le but de tester l’influence des histoires de vie et des variations saisonnières sur la sensibilité démographique des populations.