Projet C-TROPIC : Rôle des écosystèmes aquatiques amazoniens dans le cycle du carbone

Fanny Colas, ingénieure de recherche ‘fonctionnement des écosystèmes aquatiques’ dans l’équipe Freshco est coordinatrice scientifique du projet C-TROPIC (2019-2020) au sein du pôle ECLA*. Ce projet vise à quantifier et comprendre l’origine des émissions de GES provenant du réservoir de Petit-Saut ennoyé depuis 25 ans en Guyane Française, à éclaircir le rôle de la forêt inondée et à établir des comparaisons avec les autres écosystèmes naturels et artificiels de Guyane. C’est une première au niveau international qui permettra de disposer de résultats scientifiques inédits particulièrement importants pour le développement de stratégies énergétiques respectueuses de l’environnement et la gestion des forêts inondées.
Fanny Colas, Jean-Marc Baudoin (chef du pôle ECLA) et Angélique Bonnet (ingénieure de recherche au sein de l’équipe Freshco de l’unité Recover), se sont rendus en Guyane Française au cours de l’automne 2019 pour réaliser des mesures d’échanges gazeux sur le réservoir de Petit-Saut et une quarantaine de sites représentatifs de la diversité des milieux aquatiques guyanais.

Mieux connaître l’impact de l’hydroélectricité sur les écosystèmes aquatiques

Il ne fait plus aucun doute que les émissions de gaz à effet de serre (GES) par les activités humaines, dont la combustion des énergies fossiles, sont responsables du réchauffement climatique. Le développement des énergies renouvelables telle que l’hydroélectricité, est une des solutions envisagées par le groupe intergouvernemental sur le climat (GIEC, 4e rapport, 2011) pour réduire les émissions de GES issues du système énergétique tout en répondant à la demande mondiale de services énergétiques.
Toutefois, plusieurs études scientifiques ont alerté sur les émissions de GES par les réservoirs hydroélectriques particulièrement ceux situés en zone tropicale tel que le réservoir de Petit-Saut (Guyane française).
Contrairement aux écosystèmes terrestres telle que la forêt amazonienne, les écosystèmes aquatiques continentaux sont globalement sources de carbone (C) atmosphérique. Toutefois, leur contribution dans le cycle global du C, particulièrement en milieu tropical, est largement méconnue. Cette méconnaissance rend difficile l’estimation précise des émissions de GES uniquement liées à l’hydroélectricité (appelées ‘émissions nettes’). Une meilleure connaissance des sources de C à l’origine des émissions de GES par les réservoirs est également primordiale pour estimer les émissions nettes par les réservoirs et prédire leur évolution.

Faut-il exploiter la forêt inondée du réservoir de Petit-Saut depuis 25 ans ?

Lors de la mise en eau du réservoir de Petit-Saut en 1994, 365 km2 de forêt primaire ont été ennoyés. Les 5 premières années qui ont suivies la mise en eau, la minéralisation de la matière organique contenue dans la forêt et les sols ennoyés a conduit à des émissions importantes en GES.
25 ans après, les sources de C à l’origine des émissions de GES sont toujours débattues. Une des interrogations concerne le rôle des troncs de la forêt ennoyée dans les émissions de GES. Cette question est particulièrement d’actualité car un projet d’exploitation du bois immergé, se justifiant de réduire les émissions de GES par le réservoir, est en cours d’instruction. Ce projet inquiète l’Agence Française pour la Biodiversité car la forêt inondée constitue un habitat qui abrite une biodiversité aquatique et terrestre remarquable dont des espèces en voie d’extinction (ex. Loutre géante).

Des mesures et prélèvements innovants

Une équipe de plongeurs scientifiques a exploré la forêt submergée afin de réaliser des prélèvements, à différentes profondeurs, de bois, de feuilles, de biofilms et de sols essentiels au travail des scientifiques mobilisés. Ils serviront en particulier à identifier la biodiversité qui colonise les troncs d’arbres et à évaluer les rôles respectifs dans les émissions de GES des apports naturels de litière par les rivières de la biomasse forestière et des sols inondés depuis 25 ans.
Des dispositifs de mesures des GES spécialement conçus pour le projet, ont été positionnés à la surface de l’eau et dans l’eau, sur les troncs et sur les sols inondés afin de mesurer les échanges gazeux. Des prises de vue et des vidéos ont été réalisées afin de rendre compte de cette forêt submergée. L’imagerie satellitaires et la télédétection sont utilisées pour estimer les concentrations en matières organiques dissoutes et pour la détection semi-automatique des troncs d’arbres émergeants. Enfin, les émissions en GES ont été mesurées sur une quarantaine d’autres milieux aquatiques guyanais dont les fleuves et les zones humides.
Les données scientifiques issues de ce projet permettront d’améliorer les connaissances sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques amazoniens afin de mieux comprendre le bilan C global de la planète. Elles pourront être mobilisées par les politiques publiques pour mettre en place des stratégies énergétiques les moins émettrices en GES et réduire ainsi notre impact sur le climat.

Le projet, financé par l’Agence Française pour la Biodiversité (AFB) et l’Office de l’Eau de Guyane (OEG) et coordonné par le Pôle R&D ECLA, mobilise sur le terrain des scientifiques de six instituts de recherche (INRAE, l’IRD, le CNRS, le CIRAD et l’Université du Québec), deux bureaux d’études (Hydreco, Aquasearch) et des personnels de l’ONCFS, de l’AFB et de l’OEG.

* Le pôle Recherche et développement Écosystèmes lacustres (ECLA) est un consortium scientifique qui réunit en une équipe commune, des agents issus d’établissements publics administratifs dédiés à la reconquête de la biodiversité (AFB, ONCFS) et des agents issus d’EPST qui disposent d’unités spécifiquement dédiées à la recherche en écologie lacustre (Site d'Aix-en-Provence, équipe Freshco ; centre Nouvelle-Aquitaine Bordeaux, équipe Écovea ;UMR Carrtel).