Analyse statistique des facteurs environnementaux favorisant les efflorescences de cyanobactéries dans la retenue de Rophémel - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2018

Statistical analysis of the environmental factors promoting cyanobacterial blooms in Rophémel reservoir

Analyse statistique des facteurs environnementaux favorisant les efflorescences de cyanobactéries dans la retenue de Rophémel

Résumé

A bloom is defined as an exponential increase of the biomass of a given phytoplankton species in a water body, often linked to nutrients discharges caused by human activities. Harmful cyanobacterial blooms are a major threat for the structure of aquatic ecosystems and the production of drinkable water. In this study, we shed light on the occurrence of phytoplankton blooms in the reservoir of Rophémel, an eutrophic water body used to supply the city of Rennes (France) with drinking water. We analysed species counts of the phytoplankton community of the reservoir, and we studied records of various physical, chemical, hydrological and meteorological variables measured in and around the reservoir between 2006 ad 2016. Using different methods of analysis applied to multiple data tables (RDA, fourth-corner analysis), we set out to identify the variables most susceptible to favour bloom outbreaks. Most of the blooms recorded are caused by two cyanobacterial taxons, Microcystis and Planktothrix. We suspect that Arsenic levels in the reservoir might favor Microcystis against the rest of the community, even a low concentration. Using a functional traits-based approach, we highlighted the role of hydrodynamics and water temperature, in agreement with the literature on the subject. We recommend some modifications in the sampling of environmental variables to produce an efficient Machine Learning predictive model able to forecast efficiently bloom outbreaks in the reservoir.
Une efflorescence de phytoplancton est définie comme une augmentation exponentielle de la biomasse d’une espèce phytoplanctonique dans un plan d’eau, souvent à la suite d’apport de nutriments (N et P) d’origine anthropique. Les efflorescences de cyanobactéries toxiques constituent un problème majeur pour le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et la production d’eau potable. Au cours de notre étude, nous avons cherché à caractériser la dynamique d’apparition des efflorescences phytoplanctonique dans la retenue de Rophémel, un plan d’eau eutrophe faisant office de réservoir pour l’approvisionnement en eau potable de la ville de Rennes. Nous avons analysé des données de comptage de la communauté phytoplanctonique du plan d’eau, et nous avons étudier des chroniques de différentes variables physico-chimiques, météorologiques et hydrologiques mesurées entre 2006 et 2016. Nous avons notamment cherché à identifier les variables environnementales susceptibles de jouer un rôle dans l’apparition des efflorescences à l’aide de méthodes d’analyse à tableaux multiples (RDA, fourth-corner analysis). La majorité des efflorescences est causée par deux taxons de cyanobactéries, Microcystis et Planktothrix. Nous avons identifié un rôle possible de l’Arsenic qui pourrait privilégier les espèces de Microcystis au détriment des autres taxons, même à faibles concentrations. En nous basant sur les traits fonctionnels des taxons de la communauté étudiée, nous avons aussi mis en évidence le rôle de l’hydrodynamisme et de la température de l’eau dans la formation des blooms, ce que la littérature confirme. Nous recommandons des changements dans l’échantillonnage des variables environnementales pour la mise au point d’un modèle de type Machine Learning capable de prédire efficacement l’apparition des événements d’efflorescences dans la retenue.
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dumas-01962978 , version 1 (21-12-2018)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-01962978 , version 1

Citer

Philippe Le Noac'H. Analyse statistique des facteurs environnementaux favorisant les efflorescences de cyanobactéries dans la retenue de Rophémel. Sciences du Vivant [q-bio]. 2018. ⟨dumas-01962978⟩
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