Avis de soutenance - doctorat - Lou GAILLARD

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Ecole doctorale 472
58 avenue Paul Alduy, Bâtiment R, 66860 Perpignan cedex 9
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Soutenue par Lou GAILLARD

Etude de l'impact écologique des parcs éoliens offshore flottants en Méditerranée : quelles implications sur le fonctionnement des écosystèmes marins, leur résilience et les services écosystémiques ?

Cette thèse porte sur les parcs éoliens offshores flottants dans le golfe du Lion. Les impacts de ces parcs sont encore largement méconnus, en raison de la récente technologie de l'éolien flottant, ainsi qu'à l'absence de parcs éoliens dans le golfe du Lion, jusqu'à ces deux dernières années. La caractérisation des impacts écologiques potentiels revêt une importance majeure pour intégrer cette nouvelle technologie de manière durable. Cette thèse avait pour objectif de déployer une bouée instrumentée permettant la collecte de données in situ, de développer des méthodes exploratoires de détection automatique, de caractériser la colonisation par le biofouling, et de modéliser ses impacts sur les réseaux trophiques. La première partie a consisté à mettre en place un démonstrateur, la bouée EolBio, déployée pendant 34 mois à proximité de la future zone d'implantation du parc éolien flottant Eolmed. Ce démonstrateur a été équipé de plaques en acier permettant le suivi de la colonisation par le biofouling, de caméras pour l'acquisition de données vidéo sur l'ichtyofaune, ainsi que d'un hydrophone pour l'enregistrement acoustique de cétacés. Une seconde partie du travail a consisté à développer deux méthodes de détection automatique basées sur l'intelligence artificielle, une première pour identifier la présence et la reconnaissance de sept espèces de poissons observées autour du démonstrateur EolBio, et une seconde pour la détection de deux espèces de cétacés présentes aux alentours. Ces deux approches, bien qu'elles ne soient pas encore pleinement opérationnelles, représentent une première étape essentielle. Le troisième volet a porté sur le suivi de la biocolonisation sur une durée d'immersion maximale de 27 mois sur EolBio. Ce suivi a permis la caractérisation et la quantification des espèces majoritaires pouvant coloniser les surfaces des flotteurs d'éoliennes, ainsi que l'identification des facteurs majeurs influençant cette biocolonisation. Enfin, la modélisation a porté sur la révision de la structure d'un modèle trophique existant, visant à étudier les impacts de l'introduction d'un parc éolien flottant dans cet environnement. Les données de biocolonisation ont été intégrées afin d'approcher les conditions réelles, et un module spatial a été développé pour représenter la distribution potentielle des espèces autour du parc éolien. Différents scénarios ont été utilisés pour simuler diverses voies de gestion d'un parc afin d'identifier les mesures les plus adaptées pour concilier préservation de l'environnement, activité de la pêche et maintien des services écosystémiques. L'ensemble de ces travaux ont permis l'acquisition de données in situ inédites permettant, entre autres, la modélisation des effets récif et réserve d'une ferme éolienne flottante et ouvrent la voie à une caractérisation spécifique des impacts du flottant.

Study of the ecological impact of floating offshore wind turbines in the Mediterranean Sea: what implications for the functioning of marine ecosystems, their resilience and ecosystem services?

This thesis focuses on floating offshore wind farms in the Gulf of Lion. The impacts of these farms remain largely unknown due to the recent development of floating wind technology and the absence of wind farms in the Gulf of Lion until the past two years. Characterising the potential ecological impacts is crucial for the sustainable integration of this new technology. The aim of this thesis was to deploy an instrumented buoy to collect in situ data, develop exploratory methods for automatic detection, characterise biofouling colonisation, and model the impacts of biocolonisation on food-webs. The first part consisted of building a demonstrator, the EolBio buoy, deployed for 34 months near the future site of the Eolmed floating wind farm. This demonstrator was equipped with steel panels to monitor biofouling colonisation, cameras to acquire video data on fish, and a hydrophone for cetacean acoustic recordings. The second part focused on developing two automatic detection methods based on artificial intelligence. The first aimed to identify and recognise seven fish species observed around the EolBio buoy, and the second to detect two cetacean species present nearby. Although not yet fully operational, these two approaches constitute an essential first step. The third part focused on monitoring biocolonisation over a maximum immersion period of 27 months on EolBio. This monitoring enabled the characterisation and quantification of the dominant species that might colonise the surfaces of wind turbine floats, as well as the identification of the major factors influencing this biocolonisation. Finally, modelling work concentrated on updating the structure of an existing trophic model to study the impacts of introducing an offshore wind farm in the Gulf of Lion. Biocolonisation data were integrated to approach real conditions, and a spatial module was developed to represent potential species distribution in the area of a floating wind farm. Various scenarios were simulated to explore wind farm management approaches to identify the most appropriate measures for optimising environmental preservation, fishing activity and ecosystem services. Overall, this work enabled the acquisition of unprecedented in situ data that, among other outcomes, supported the modelling of reef and reserve effects of a floating wind farm and paved the way for a specific characterisation of the impacts of floating structures.
Directeur de thèse :
Serge PLANES
Unité de recherche :
Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement
Membres du jury :
  • Directeur de thèse : Serge PLANES , Professeur des universités (EPHE PARIS)
  • Rapporteur : Aurore RAOUX , Ingénieur de recherche (Université de Caen)
  • Rapporteur : Philippe LENFANT , Professeur des universités (Université de Perpignan)
  • Examinateur : Mireille HARMELIN , Professeur des universités (DR CNRS, Marseille)
  • Examinateur : Hervé MAGNIN , Directeur délégué (Parc naturel marin du golfe du Lion)
Diplôme :
Doctorat Systèmes intégrés, environnement et biodiversité
Spécialité de soutenance :
Sciences de l'environnement marin