• Nom : Emmanuel GANDOUIN
  • Titre : Docteur en Dynamique et Environnement Sédimentaires 
  • Age : 30 ans / vie maritale
  • Résidence administrative :
    Institut Méditerranéen d'Ecologie et de Paléoécologie
    IMEP - UMR/CNRS 6116- 
    Université Paul Cézanne
    Bâtiment Villemin Europole de l'Arbois - BP 80 F 13545 Aix-en-Provence cedex 04

  • Tel:
    +33(0)4.42.90.84.40 / 06.62.04.34.53
  • Mel: e.gandouin@univ-cezanne.fr


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Curriculum vitae Notice de recherches


CURRICULUM VITAE

Cursus universitaire


 
2004  : Qualifications au Conseil National des Universités aux fonctions de Maître de Conférences des Universités et du Muséum National d’Histoire Naturelle

        Section 67 : Biologie des populations, écologie ;

        Section 36 : Terre solide : Géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère
          

2000-2003 : Doctorat en Dynamique et Environnement Sédimentaires, discipline : Sédimentologie - Paléoécologie (Palynologie et Entomologie).
        Obtenu le 28 octobre 2003. USTL (59) (Mention : Très Honorable et Félicitations du Jury)

        - Directeur de thèse : B. Van Vliet-Lanoë (DR-CNRS), Co-Directeur de thèse : Evelyne Franquet (MCF).

        - Laboratoires d’accueils : Laboratoire PBDS-USTL- UMR CNRS 8755 et Laboratoire E2CM - IMEP - UMR CNRS 6116. - Bourse ANDRA.

        - Jury : Dr. Andrieu-Ponel V., Brocandel M., Prof. Chamley H., Dr. Franquet E., Prof. Keen D.H., Prof. Rieradevall M., Dr. Van Vliet-Lanoë B. et Prof. Visset L.


1999-2000 : DEA "Biosciences de l'Environnement et Santé" Option : Milieux Continentaux, (Mention : Assez Bien)

        - Directeur de recherche : Jacques Louis de Beaulieu (DR-CNRS), Co-Directeur : Evelyne Franquet (MCF).

        - Laboratoire d’accueil : E2CM - IMEP - UMR CNRS 6116, Université Aix-Marseille III

 
1998-1999 : Maîtrise de Biologie des Populations et des Ecosystèmes, Aix-Marseille III (Mention : Bien)

1997-1998 : Licence de Biologie des Organismes et des Populations, Aix-Marseille III (Mention : Assez Bien)

1995-1997 : DEUG B : Sciences de la Nature et de la Vie, Aix-Marseille III (Mention : Assez Bien)

 

Expériences professionnelles



2006-2007 : Postdoc à l'IRBI (Université François Rabelais de Tours)

2005-2006
: Chercheur associé à l'IMEP (Aix-Marseille III)


2003-2005
: Attaché Temporaire d’Enseignement et de Recherche (Aix-Marseille III)

2003 : Vacations (Aix-Marseille III)

2000-2003 : Cadre/Ingénieur ANDRA (Agence National pour la gestion des Déchets RadioActifs : Châtenay-Malabry, région parisienne)

Novembre 2000 : Muséum d’Histoire Naturelle de Londres, chez Dr. Stephen J. Brooks : Stage d’identification des capsules céphaliques fossiles de Diptère Chironomidae.

 

Domaines de compétences



Systématique, détermination et écologie des Chironomidae : détermination des capsules céphaliques des larves de Chironominae (Chironomini et Tanytarsini), Diamesinae, Tanypodinae, Orthocladiinae. Les Chironomidae sont encore très peu employés en France pour des études paléoécologiques (Gandouin et Franquet, 2002 ; Millet et al., 2003), et de par le monde en milieu à influence ou à dominante lotique (Ran, 1990 ; Rück et al., 1998). Les Chironomidae sont utilisés le plus fréquemment en domaine lacustre pour reconstruire quantitativement, au moyen de fonctions de transfert, des variables environnementales telles que les paléotempératures (Lotter et al., 1997 ; Olander et al., 1999 ; Larocque et al., 2001) et le niveau  d’eutrophisation des eaux (Clerk et al., 2000 ; Francis, 2001). Les milieux fluviatiles, plus fortement contraints que les milieux lacustres par le milieu physique, ne disposent pas actuellement de fonctions de transfert appropriées. Il est toutefois possible de déduire de manière indirecte des interprétations paléoclimatiques à partir des assemblages fluviatiles subfossiles, notamment en terme de paléoprécipitations (Gandouin et al. 2005, 2006)

Détermination sporo-pollinique et écologie végétale : (spores et végétaux d’Europe). L’étude des assemblages polliniques extraits d’archives sédimentaires (fluviatiles ou lacustres) permet de reconstruire qualitativement et quantitativement l’évolution spatiale et temporelle de variables environnementales et climatiques.

Sédimentologiestratigraphie.

Ecologie et Paléoécologie : structure et fonctionnement des écosystèmes continentaux terrestres et aquatiques d’Europe.

Analyses mathématiques de données : analyses multivariées (logiciel ADE – in Thioulouse et al 1997, logiciel R) et reconstructions climatiques à partir des analogues de végétation (3Pbase – in Guiot & Goeury 1997).

 

Activités d'enseignements



Ecologie générale : 
Filières :


Paléoécologie :

Filières:
                           

Biostatistiques :

 Filières :


Génétique des populations :

Filières :


 
Encadrement d’étudiants :




Activités de recherches

(Impact Factor source: http://isi02.isiknowledge.com/portal.cgi ISI citation)

 

1 – Travaux scientifiques publiés ou sous presses dans des revues à comité de lecture (retour sommaire)

  
2 – Travaux scientifiques soumis ou acceptés dans des revues à comité de lecture

3 – Ouvrages publiés

 
4 – Résumés et actes de colloques publiés

 
5 – Participations à des manifestations scientifiques internationales

Communications orales :
 
Communications affichées :
 

6 – Participations à des manifestations scientifiques nationales

Communication orale :

Communications affichées :
  

7 – Rapports de recherches

  
8 – Prix

  
9 – Participations à des programmes de recherches

Au sein de « l’Institut Méditerranéen d’Ecologie et de Paléoécologie - équipe Palynologie et Paléoentomologie », et du Laboratoire « Processus et Bilans des Domaines Sédimentaires », je participe aux programmes de recherches suivants :



 

 


NOTICE DE RECHERCHE



1. Introduction : Le rôle des Chironomidae en paléoécologie et en paléoclimatologie  


La famille des Chironomidae appartient à la classe des Insectes et à l’ordre des Diptères. Son cycle biologique présente quatre stades larvaires aquatiques, un stade nymphal et un stade adulte aérien (Figure 1). L’adulte quitte le milieu aquatique après la mue imaginale, pour une courte vie consacrée principalement à la reproduction.

Les Chironomidae comprennent une richesse taxinomique élevée, avec près de 10 000 espèces réparties dans le monde entier (Cranston, 1995). En Europe, les Chironomidae représentent près de 20 % des espèces d’insectes d’eau douce (Vergon and Bourgeois, 1993). Contrairement aux idées reçues, les Chironomidae ne colonisent pas uniquement que les milieux anthropisés et pollués. Ils sont capables de coloniser tous les types de milieux naturels aquatiques ou humides, depuis les milieux d’eaux courantes aux milieux d’eaux stagnantes, en passant par les milieux saumâtres ou marins (Ward, 1992; Pinder, 1995; Hofmann and Winn, 2000), ainsi que les milieux terrestres et semi-terrestres (Wiederholm, 1983; Delettre, 1984). Ils constituent d’excellents bio-indicateurs pour l’étude des hydrosystèmes continentaux.

Malgré une détermination difficile des larves, des exuvies et des adultes pour des non-spécialistes, l’identification des Chironomidae est possible le plus souvent jusqu’au genre et selon les cas à l'espèce, en raison de critères morphologiques bien précis (Wiederholm, 1983; Langton, 1991). Par exemple, pour les larves la détermination s’effectue à partir des pièces buccales, des antennes, du tégument (insertion des soies sensorielles)  (Photo 1-4).
Une caractéristique des larves de Chironomidae est de posséder une capsule céphalique très chitineuse, donc résistante et susceptible de se conserver à l'état fossile sur de longues périodes dans la plupart des sédiments quaternaires (Walker, 1987). Les capsules céphaliques des Chironomidae constituent ainsi l'une des catégories de fossiles les mieux représentées dans ce type de sédiment.

Il existe cependant un nombre extrêmement restreint d’études paléoécologiques élaborées à partir de l'analyse des Chironomidae fossiles en France (Gandouin and Franquet, 2002; Gandouin, 2003; Millet et al., 2003), alors que depuis de nombreuses années cette discipline est largement intégrée à des programmes de recherches étrangers : européens, canadiens et américains (Hofmann, 1986; Walker, 1987). Les apports de cette discipline sont nombreux, puisqu’en raison du temps de génération court et de la grande capacité de dissémination des adultes, les Chironomidae répondent rapidement aux changements environnementaux. Actuellement, les connaissances sur l’écologie de ces insectes et l’élaboration des fonctions de transfert, permettent de reconstituer des paléo-températures (Walker et al., 1991; Lotter et al., 1997; Olander et al., 1997; Walker et al., 1997; Brooks and Birks, 2000; Larocque et al., 2001; Porinchu et al., 2002; Heiri et al., 2003), des paléo-salinités (Walker et al., 1995; Lotter et al., 1998) ainsi que des niveaux d’oxygène et d’eutrophisation (Clerk et al., 2000; Francis, 2001).

Les Chironomidae offrent un double intérêt en matière de  reconstructions paléoclimatiques quaternaires: (i) un faible volume de sédiment est suffisant pour obtenir des assemblages représentatifs, il est donc possible de travailler en très haute définition (centimétrique); (ii) ils fournissent des informations climatiques originales grâce aux méthodes mathématiques actuelles (fonctions de transfert) qui permettent par exemple de quantifier la température estivale des eaux de surface et de l’air.

Les reconstructions indépendantes établies à partir des assemblages fossiles de Chironomidae sont donc directement comparables à celles dérivées d’autres indicateurs (Coléoptères, pollen, 18O, foraminifères, etc.). L’analyse des assemblages de Chironomidae constitue un outil essentiel pour l’avancée des connaissances sur le climat, aussi bien d’un point de vue historique que prédictif, enjeu capital pour l’avenir des activités humaines dans un monde profondément perturbé dans le contexte actuel des changements climatiques globaux.



Figure 1. Cycle de vie des Diptères Chironomidae (Insecte) d'après walker (1997)


 Photo 1. Capsule céphalique de Tanytarsini



Photo 2. Socle d'antenne avec éperon de Micropsectra

Photo 3. Mentum de Chironomus anthracinus-group

Photo 4. Mandibule de Chironomus anthracinus-group



2. Résumé des travaux de recherches


2.1. Evolution postglaciaire des assemblages de Chironomidae dans un lac d’altitude : Lac Long Inférieur (+ 2090 m NGF, Alpes-Maritimes) (retour sommaire)
 
Cette étude a été la première analyse effectuée en France sur les restes de larves de Diptères Chironomidae  conservés dans des sédiments d’âge Tardiglaciaire-Holocène d'une séquence lacustre datée de 15000 ans BP (« before present ») à l'Actuel. Elle s’est intégrée à un programme de recherche paléoécologique multidisciplinaire “Paléoenvironnement et Hominidés”, financé par le CNRS et le Parc National du Mercantour, qui comprend aussi des analyses palynologiques, dendrochronologiques et des assemblages fossiles de Coléoptères (Ponel et al., 2001).

Cette étude à permis de mettre en évidence les caractéristiques de la transition Tardiglaciaire / Holocène, Cette  période charnière complexe, revêt une importance particulière sur la plan climatique puisqu'elle correspond à une augmentation brutale des températures, marquant la fin de la dernière glaciation et l'entrée dans l'interglaciaire actuel.  Par ailleurs, l'Holocène est important sur le plan de l'évolution humaine puisqu'il correspond à une étape cruciale qui voit émerger, au Néolithique, un nouveau mode d'occupation de l'espace avec l'apparition de l'agriculture et de l'élevage, dont les conséquences sur l'environnement se font encore sentir de nos jours.



 2.2. Evolution postglaciaire des assemblages de Chironomidae dans la plaine alluviale de l’Aa : Bassin de St-Omer (+2 m NGF, Pas-de-Calais) (retour sommaire)

En raison de la très bonne adéquation entre les résultats des différentes disciplines ayant participé à l’étude menée dans les Alpes-Maritimes, nous avions décidé de promouvoir une même approche scientifique combinant des analyses entomologiques (Chironomidae et Coléoptères), des analyses palynologiques et des analyses stratigraphiques dans un secteur géographique du littoral français encore peu étudié d’un point de vue paléo-(bio)écologique. En effet, aucune étude paléoentomologique couvrant en continu à la fois le Tardiglaciaire et l’Holocène n'avait été réalisée dans le nord de la France, contrairement à la Grande Bretagne (e.g., Buckland and Coope, 1991). Une séquence très dilatée (>20m) d’âge début Pléniglaciaire et Holocène avait déjà été détectée sur le Bassin de Saint-Omer (Figure 2) (Van der Woude and Roeleveld, 1985; Sommé et al., 1994). Cette particularité en faisait un site idéal pour combler le manque de données paléoclimatiques et paléoenvironnementales sur cette région. De plus, la proximité de la mer et du Détroit du Pas-de-Calais était favorable à l’analyse des processus de transferts sédimentaires Mer-Continent au cours de la transgression marine holocène et depuis la fin de la dernière glaciation.

La problématique de ma thèse (Gandouin, 2003) était donc de pouvoir obtenir des données originales et nouvelles, complémentaires de celles apportées par les études climatiques déjà menées par le passé dans cette région. Ces données devaient permettre de reconstituer la variabilité spatiale et temporelle des paramètres climatiques dans le Nord de la France, notamment à la transition Tardiglaciaire-Holocène. Le caractère novateur de cette approche était double :


Principaux résultats :

Les analyses stratigraphiques et sédimentologiques d’une série de 25 sondages (d’une profondeur moyenne de 20m) effectués sur le bassin de Saint-Omer ont permis de reconstruire la géométrie longitudinale et transversale des unités sédimentaires du bassin (Gandouin, 2003). La spatialisation des données sédimentaires a permis d’établir une première reconstruction paléoenvironnementale du fonctionnement hydrologique tardiglaciaire et holocène (Figure 3). Plusieurs phases de transgressions marines (Calais I à III et Dunkerque 0-I à III : Van Vliet-Lanoë et al 2004) ont pu être mises en évidence, ainsi que des phases récentes (3000 BP<) de réactivation de la subsidence du bassin. Les facteurs de forçages physiques du milieu ont ainsi pu être clairement identifiés (Gandouin et al., soumis-c), établissant de facto un outil de contrôle des données paléobiologiques pour la seconde phase du programme multidisciplinaire.

L’analyse pollinique des sédiments de trois sondages (2 en aval et 1 en amont) du bassin de St-Omer a permis de reconstruire l’histoire de la végétation depuis la première partie de l’Holocène (9250 BP) jusqu’au Subatlantique (1600 BP). L’alternance de régimes fluviatiles et marins a considérablement marqué les dynamiques de végétations. Les peuplements végétaux des plaines alluviales sont remplacés par les pelouses halophiles caractéristiques des zones de schorres en période de transgressions marines. Vers 4000 et 3300 BP (Néolitique final et Bronze final), de profondes perturbations du couvert végétal et l’apparition de marqueurs polliniques d’anthropisation témoignent d’une occupation humaine croissante dans la région de St-Omer. Une reconstruction climatique quantitative a été effectuée à l’aide des analogues actuels de végétations et du modèle des biomes (Prentice et al., 1996). Les résultats obtenus à St-Omer (Gandouin 2003) ont mis en évidence une évolution climatique calquée sur le schéma climatique décrit par Davis et al. (2003) pour le Nord-Ouest de l’Europe, à l’exception des zones polliniques locales sous influence marine (période de transgression) et anthropique.

L’analyse des assemblages fossiles de Chironomidae d’une séquence sédimentaire en amont de bassin (à St-Momelin) a apporté des données essentielles non seulement sur le fonctionnement hydrologique du bassin mais également sur le plan climatique, en permettant d’établir des intervalles de température moyenne estivale de l’eau pour le Dryas récent et pour l’Holocène (Figure 4). Ce point est particulièrement important, puisque les seules données climatiques établies à partir des Insectes fossiles (Coléoptères) pour cette période sont celles proposées récemment pour le Tardiglaciaire par Ponel et al. (2005) à Conty et Houdancourt dans le Bassin parisien. Dans ces séquences, le Dryas Récent est absent pour des raisons taphonomiques. Le schéma climatique établi par Coope & Lemdahl (1995), puis modifié par Ponel et al (2005) a donc pu être complété grâce à l'étude des Chironomidae fossiles (Figure 5).

Les Chironomidae ont également permis de reconstruire des variations de régime fluviatile (périodes d’eaux courantes en alternance avec des périodes d’eaux stagnantes) directement corrélables (Figure 6) avec le schéma d’alternance d’humidité atmosphérique établi par Magny et al. (2003) pour les latitudes moyennes de l’Europe. Ces résultats très prometteurs ont ensuite conditionné une part importante de mes problématiques de recherches post-doctorales, à savoir le développement de l’outil Chironomidae en paléoécologie des milieux fluviatiles (Gandouin et al., 2005; 2006).

 


Figure 2. Localisation géographique du bassin de St-Omer


Figure 4. Estimation des températures estivales moyennes de l'eau (en noir) à St-Omer, au Tardiglaciaire et à l'Holocène.


Figure 3. Géomorphologie et fonctionnement du bassin versant de l'Aa, à Saint-Omer, depuis le Pléniglaciaire jusqu'à l'Holocène.


Figure 5. Evolution des températures moyennes estivales (Tmax) pour les îles britanniques (BI), la Pologne centrale (CP), le sud de la Suède (SS), le Nord Ouest de la Norvège (WN) et le Nord de la France (NF) : Modifié de Coope & Lemdahl (1995) et de Ponel et al. (2005).



Figure 6. Comparaison entre les IRD de l'Atlantique Nord (Bond et al., 2001) et de nombreux enregistrements hydrologiques d'Europe : Sud de l'Espagne (Carrion 2002 in Magny et al. 2003); Sud de l'Ecosse (Langdon et al. 2003) ; Europe moyenne (Magny et al 2003) ; Ouest de la Norvège (Nesje et al., 2000) et St-Omer (Gandouin et al 2005). C1 à C4 : pics de sécheresse détectés à St-Omer.



2.3. Mise au point d’une typologie pour promouvoir au développement de l’utilisation des Chironomidae en milieu fluviatile
(retour sommaire)

En passant du domaine lacustre qui était ma compétence première (Gandouin and Franquet, 2002) au domaine des plaines alluviales, mes travaux de thèse ont soulevé un point méthodologique essentiel pour la suite de mes recherches. Ce point s’inscrit dans le respect d’une coopération transversale entre les thématiques de recherche en écologie actuelle et celles en paléoécologie. En effet, si « le présent est la clef du passé », le passé doit en retour permettre la compréhension des processus de mise en place des  écosystèmes actuels. C’est ainsi que mes deux années post-doctorales (ATER à l’Université d’Aix-Marseille III), outre la préparation d’articles de reconstructions paléoclimatiques et paléoenvironnementales (Van Vliet-Lanoë et al., 2004; Gandouin et al., 2005; soumis-b), ont été consacrées à la mise en œuvre d’une typologie des assemblages actuels de Chironomidae sur le gradient transversal des plaines alluviales du Bas-Rhône et de la Garonne (Gandouin et al., 2006). Cette étude a intégré les données de thèse d’Evelyne Franquet (1996) et les travaux de Garcia et Laville (2001). Une typologie établie statistiquement, a attribué un statut écologique à 65 espèces ou groupes d’espèces, ainsi qu’à 44 genres de Chironomidae (Figure 7). Les espèces comme les genres se divisent ainsi en trois catégories écologiques, les taxons rhéophiles (dans les habitats lotiques, d'eaux courantes), les taxons ubiquistes et les taxons limnophiles (dans les habitats lentiques, d'eaux calmes) : Les Chironomidae sont distribués selon un gradient depuis les milieux de la plaine alluviale les plus connectés avec le chenal principal vers les milieux les moins connectés, les différents milieux étant remis en connexion lors des crues.

Cette typologie directement applicable aux données paléoécologiques, offre la possibilité d’évaluer le degré de connexion entre le chenal principal et les milieux annexes de la plaine alluviale. Elle permet ainsi d’acquérir des informations inédites sur la fréquence et la périodicité des « paléocrues ». Il est ensuite possible de reconstruire de manière très fine l’histoire des conditions hydrologiques à l’intérieur d’un bassin fluviatile, en relation avec les changements climatiques et ou anthropiques pour les périodes les plus récentes. Un article est consacré à l’application de cette typologie sur l’intégralité de la séquence Tardiglaciaire-Holocène du bassin de Saint-Omer (Gandouin et al., soumis-b).


Figure 7. Répartition des Chironomidae sur les gradients transverses des plaines alluviales du bas-Rhône et de la Garonne : résultats de l'analyse des correspondances interclasses. A : centre de gravité des coordonnées de chaque station. B : Moyennes et variances des coordonnées des taxons sur le premier axe factoriel (résumant 46% de l'inertie totale). OX : lac; RDF : caisson Ranchier; PDA : Pilet bras mort; SA2 : chenal secondaire 2 (Garonne) ; SDF: caisson Saxy ; MCRh: chenal principal Rhône; SA1: chenal secondaire 1 (Garonne) ; MCGa: chenal principal Garonne.


2.4. Evolution des assemblages de Chironomidae sur le dernier cycle Interglaciaire/Glaciaire (derniers 125 000 BP) : Marais des Echets (+275 m NGF ; Ain)
(retour sommaire)
 
L’étude des climats anciens et de leurs évolutions spatiales et temporelles lors du Quaternaire est un enjeu scientifique capital pour la compréhension des processus de mise en place des écosystèmes actuels et de leurs évolutions futures. Ces dernières années, de nombreuses études paléoécologiques sur de longues séquences sédimentaires (e.g., Ponel, 1995; Field et al., 2000; Rioual et al., 2001) ont démontré l’importance des programmes multidisciplinaires et le besoin constant en nouveaux outils paléoécologiques, bio-indicateurs notamment, pour améliorer la pertinences des reconstructions paléoenvironnementales et paléoclimatiques. Toutefois, les longues séquences sédimentaires climatiques restent encore peu nombreuses et sous-étudiées au niveau multidisciplinaire. C’est dans cette optique, que sur la longue séquence (140 000 ans) du marais des Echets (France), étudiée jusqu’à présent exclusivement au moyen de l’analyse pollinique (Beaulieu and Reille, 1984), un programme d’étude pluridisciplinaire en haute-résolution a été lancé depuis 2002-2003 (Andrieu-Ponel et al., 2004), et subventionné par l’IMEP, l’ANDRA, le CNRS (programme ECLIPSE RICOCHET), la NSF et en collaboration avec l’université de Lund (Suède).

L’analyse des Chironomidae fossiles est intégrée à cette approche pluridisciplinaire. Elle permettra à terme d'évaluer les changements dans les assemblages de Chironomidae, en réponse aux changements climatiques des 140 000 dernières années.

Il s'agit d'une première mondiale puisqu' aucune étude n’a encore été réalisée sur les assemblages de Chironomidae fossiles d’une aussi longue séquence sédimentaire quaternaire. L’acquisition des données est actuellement en cours d’achèvement et les premiers résultats ont déjà fait l’objet (i) d’une participation à un colloque international (Andrieu-Ponel et al., 2004) ; (ii) de l’élaboration d’un rapport d’activité (Andrieu-Ponel et al., 2006) ; (iii) et d’une soumission à publication dans une revue scientifique internationale (Gandouin et al., soumis-a).

Au début de l’Eémien (stade isotopique 5e : OIS 5e), les Chironomidae enregistrent clairement l’amélioration climatique qui fait suite au Tardiglaciaire rissien (OIS 6). Cette amélioration climatique se traduit par l’augmentation progressive des taxons adaptés aux eaux chaudes et la décroissance réciproque des taxons adaptés aux eaux froides. Au milieu de l’Eemien, une diminution du niveau lacustre est suggérée par la dominance de taxons inféodés à la zone littorale lacustre. Cette baisse probable du niveau d’eau à été mise en relation avec des précipitations atmosphériques décroissantes déjà mises en évidence en Europe à cette période par d'autres marqueurs (Gandouin et al soumis-a). La fin de l’Eemien a été caractérisée par une forte baisse de la teneur en oxygène dans le lac et une augmentation probable de la profondeur, reliée à des niveaux de précipitations importants. Les deux péjorations climatiques des Melisey I et II (OIS 5d et 5b) ont été marquées par l’abondance de taxons adaptés aux eaux froides et par la raréfaction des taxons adaptés aux eaux chaudes. L’aridité climatique qui marque ces périodes s’est traduite par des bas niveaux lacustres et des pourcentages importants de taxons des zones littorales. Enfin, le début de la période Glaciaire (OIS 4) est marqué par la dominance quasi-exclusive des taxons d’eaux froides. Les premières estimations des températures estivales directement déduites des assemblages de Chironomidae sont en accord avec les données paléoécologiques entomologiques obtenues sur la même période par Ponel (1995) à la Grande Pile.
 


3. Conclusion


L’analyse des assemblages fossiles de Diptères Chironomidae représente :


Les Chironomidae sont donc un outil efficace de suivi de l’évolution (érosion/gain) de la biodiversité animale (insectes) en fonction des changements globaux : climat / activités humaines. Leur potentiel est important en terme de biologie de la conservation, puisque ces insectes permettent d’appréhender le fonctionnement naturel des hydrosystèmes en équilibre avec les différents paramètres environnementaux (climatiques, processus de transferts sédimentaires, etc). Ce potentiel est d’autant plus grand que les critères d’identification des taxons sont en constant perfectionnement, notamment par la morphométrie des antennes ou par l’agencement des soies sensorielles sur le tégument des capsules céphaliques. Ces nouveaux critères permettent des reconnaissances plus fréquentes jusqu’au niveau spécifique. Les informations (paléo) écologiques déduites des assemblages fauniques sont de facto enrichies par l’apport de ces connaissances en systématique.



 4. Perspectives de recherches


Cette partie se veut délibérément vaste, afin de montrer l’énorme potentiel des Diptères Chironomidae aussi bien en terme de Paléoécologie, qu’en « Néo » Ecologie ou en Biologie, génétique et biogéographie de cette famille d’Insectes. Il est certain que le développement de ces thématiques repose sur le très long terme (« à l’échelle humaine bien entendu ! »).
   

4.1. Développement d’une fonction de transfert climatique adaptée aux spécificités du territoire français

Les modèles mathématiques de reconstruction climatique actuels ont été élaborés dans les régions boréo-alpines de l’Europe du Nord (e.g., Lotter et al., 1997; Larocque et al., 2001) considérées actuellement comme les mieux préservées de la pression anthropique. Un de nos objectifs serait de se doter d’un outil de reconstruction quantitative des paléoclimats plus adapté géographiquement au territoire français et aux séquences sédimentaires du Sud de l’Europe. En l'absence d'un tel outil, les reconstructions climatiques sont actuellement limitées à des interprétations qualitatives (Gandouin & Franquet 2002 ; Brooks in press).

La France présente encore des zones géographiques (notamment d’altitude) relativement préservées des activités anthropiques. Un plan d’échantillonnage réparti sur un gradient altitudinal, donc de température suffisamment large sera mis en œuvre. Pour accroître le champ d’action de la future fonction de transfert, il sera utile d’étendre le référentiel aux montagnes des péninsules italienne et ibérique. Des paramètres environnementaux tels que la concentration en phosphore, en oxygène seront également modélisables à partir du même jeu de données.


4.2. Contribution des Chironomidae à la compréhension des processus climatiques globaux du Quaternaire

Un nombre extrêmement restreint d’études sur les assemblages fossiles de Chironomidae a été mené jusqu’à présent sur le territoire français, et notamment pour les régions du centre, de l’ouest et du pourtour méditerranéen. Il s’agira par conséquent de combler cette lacune en prospectant et favorisant l’analyse de séquences quaternaires pour ces zones géographiques. La contribution de telles analyses dépassera un cadre d’intérêt régional, puisqu’elle répondra aux attentes de la communauté scientifique sur les paléoclimats (Brooks in press).

L’Interglaciaire éémien (125 000 - 110 000 années BP) a longtemps été considéré comme « relativement stable » climatiquement. Depuis la dernière décennie, de nombreux travaux ont remis en question cette stabilité (Cheddadi et al., 1998; Müller et al., 2005), avec un questionnement sur l’ampleur d’un refroidissement climatique au milieu de l’Eémien : Thouveny et al (1994) et, Field et al (1994) ont proposé l'hypothèse d'un refroidissement important. Les travaux actuels suggèrent plutôt un refroidissement modéré (Rioual et al., 2001), avec surtout une diminution des taux de précipitations. Aux Echets, les premiers résultats ont clairement montré une baisse du niveau lacustre directement corrélable avec une diminution des précipitations (Gandouin et al., soumis-a). L’application future des modèles mathématiques de quantification sur les assemblages fossiles de Chironomidae devrait fournir des informations essentielles sur une variation thermique possible associée à cet événement climatique. Il sera également très profitable de promouvoir l’analyse des processus climatiques au cours des périodes glaciaires, pour lesquelles il existe de nombreuses oscillations climatiques. Ces événements climatiques sont liés à des variations cycliques de l’activité solaire, de la concentration atmosphérique en CO2 et des courants océaniques.

Une approche pluridisciplinaire dans le cadre de programme de recherche multi acteurs sera encouragée. Les études des longues séquences sédimentaires françaises ont été le plus souvent étudiées au niveau monodisciplinaire, par la palynologie (e.g., Woillard, 1978; Beaulieu and Reille, 1984). L’analyse des assemblages fossiles de Chironomidae, associée à d’autres bio-indicateurs permettra des comparaisons beaucoup plus poussées que par le passé avec les données nouvelles obtenues sur les autres séries sédimentaires glaciaires et marines. Les séquences françaises étant relativement proches de l’Atlantique, elles pourront aussi être utilement comparées avec les nouvelles données marines (e.g., Sánchez-Goñi et al., 2000; Shackleton et al., 2003; Martrat et al., 2004) et continentales (Genty et al., 2003). Nous pourrons ainsi intégrer nos résultats dans un contexte climatique global, afin de mieux appréhender les processus de transfert continent/océan/atmosphère. Une telle corrélation climatique a été réalisée pour l’Europe centrale (Sirocko et al., 2005). Aucune donnée n’est encore disponible pour le Nord-Ouest de l’Europe.


4.3. Paléoécologie des Chironomidae en milieu fluviatile

Nous avons récemment montré d’une façon tout à fait inédite qu’il existe une relation étroite entre les assemblages de Chironomidae des plaines alluviales et le régime hydrologique des cours d’eau (Gandouin et al., 2006). Il est possible désormais d’estimer la fréquence et la périodicité des paléocrues à partir des Chironomidae.

Il serait donc très utile de poursuivre nos travaux sur des aspects de modélisation de débit et de taux de précipitations à partir des assemblages fauniques actuels. La quasi-totalité des fleuves d’Europe est régulée et aménagée par l’homme. L’étude des assemblages actuels de Chironomidae dans le gradient transverse des plaines alluviales de fleuves d’Europe enrichirait la typologie en vigueur (Gandouin et al. 2006).

Les zones d’estuaire fourniront des informations essentielles pour la compréhension des processus de forçages eustatiques sur les hydrosystèmes fluviatiles au cours de la remontée postglaciaire du niveau marin global. Une telle thématique de recherche se voudra nécessairement pluridisciplinaire (palynologie, entomologie, sédimentologie cf. Gandouin 2003).


4.4. Anthropisation des hydrosystèmes continentaux

Depuis le Néolithique (vers 5 000 BP en Europe), l’impact des activités humaines sur les assemblages biologiques est croissant. Cette pression est d’autant plus enregistrée par les hydrosystèmes (lacs et fleuves), puisqu’ils constituent souvent le berceau de civilisations (Bravard and Magny, 2002). Les Chironomidae sont un outil très sensible aux perturbations anthropiques de type eutrophisation, enrichissement en sels nutritifs, appauvrissement en oxygène, surcharge en limons des cours d'eau et colmatage des lits de rivière par des sédiments fins, indicateurs d'une érosion croissante induite par le défrichement des bassins versants associé à l'extension de l'agriculture.

Les séquences sédimentaires des vallées fluviales enregistrent bien souvent les prémices des activités agropastorales depuis le Néolithique, voir le Mésolithique (Visset et al., 2002). Les plaines alluviales constituent donc une zone d’étude favorable pour évaluer l’impact des activités humaines sur la structuration des écosystèmes et des assemblages d’insectes actuels. Les applications paléoécologiques pour cette région à haut patrimoine écologique sont donc diverses et contribueront immanquablement à l’avancée des connaissances sur les relations climats/fleuves/hommes.
   

4.5. Développement de la biosystématique des Chironomidae

Actuellement et tout particulièrement dans notre pays, la connaissance de base des éléments de la biodiversité (faune et flore) fait souvent défaut, faute de (bio)-systématiciens (source IFB). Cette situation devient un sujet de préoccupation majeur puisque l’application des conventions internationales sur la biodiversité devient de plus en plus difficile.

Il existe un nombre relativement restreint de spécialistes des Chironomidae en Europe, alors que cet outil est de plus en plus utilisé dans les programmes de recherches pluridisciplinaires en paléoclimatologie notamment. Le développement des approches biosystématiques et écologiques au sein des Chironomidae, à tous les stades de vie (larve, nymphe, adulte), permettrait d’affiner les critères d’identification morphologique, en les validant par des aspects phylogénétiques. Les avancées écologiques qui pourront être apportées ensuite au niveau spécifique sont fondamentales non seulement pour la communauté scientifique concernée par les problématiques « néo » écologiques mais aussi pour les problématiques « paléo » écologiques.


4.6. Biogéographie et migration d’espèces

Il serait fructueux d’axer nos recherches sur les processus de migration et recolonisation postglaciaire des taxons de Chironomidae à partir des refuges climatiques et en relation avec les dynamiques forestières. Walker et MacDonald (1995) ont montré que les Chironomidae pouvaient suivre les variations latitudinales (et probablement altitudinales) de la « treeline ».

Les transitions climatiques abruptes entraînent la mise en place un peu partout en Europe d’assemblages d’insectes qui n’ont pas d’équivalent actuels (Buckland and Coope, 1991; Coope, 2004). Selon ces auteurs ces périodes ne signifient pas la mise en place de conditions physiques non analogues à celles actuelles, mais elles doivent plutôt être considérées comme des phases de transition dans les processus dynamiques de recolonisation postglaciaire. Ces périodes d’instabilité climatique constituent donc des périodes clefs dans les processus de répartition géographique des espèces d’insectes (Notions de zones refuges). Les coléoptères très spécialisés ont répondu de la même  façon que les végétaux durant les oscillations climatiques du Quaternaire (Coope, 2004). A notre connaissance, aucune étude sur les Chironomidae n’a été encore menée sur ces problématiques.



 5. Références





FICHE RESUME

                                    
Emmanuel GANDOUIN 
Age : 30 ans / Célibataire, vie maritale
Titre : Docteur en Dynamique et Environnement Sédimentaires
Résidence administrative :
 Université François Rabelais de Tours.
IRBI - UMR/CNRS 6035


Compétences d’enseignements
  • Ecologie factorielle et fonctionnelle
  • Paléoécologie
  • Statistiques appliquées à l’environnement
  • Hydrobiologie
  • Biologie animale

Compétences de recherches
  • Paléoécologie et systématique des Chironomidae
  • Reconstructions climatiques quantitatives
  • Statistiques appliquées à l’environnement
  • Palynologie (systématique pollinique)
  • Sédimentologie et stratigraphie

Encadrement de stagiaires
  • 1 étudiante de Master 2 SET 2005-2006
  • 2 étudiants de Maîtrise BPE 2003-2004
  • 3 étudiants de Maîtrise BPE 2000-2001

Participations à des programmes de recherches
  • 2 programmes ANDRA
  • 1 programme CNRS-Eclipse : « Aubrac » 
  • 1 programme IFP, CNRS, BOZF : « Iles Australes françaises »

Bilan des publications
Indexés Non indexés
Publiés 3 1
Sous presses 2 1
Acceptés avec révisions 1 1
Total 6 3
Soumis 5 -

Bilan des heures d'enseignements
CM TD TP
Ecologie générale 10
21 5
Paléoécologie 10 10 -
Biostatistiques - 116 -
Génétique (populations) 5 30 -
Total 25 177 5

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