What the riparian trees can tell about the provenance of instream large wood: exploring new fingerprinting methods at the catchment scale

Le bois qui arrive naturellement dans les rivières, comme les troncs, les branches et d’autres restes d’arbres, joue un rôle très important dans les écosystèmes fluviaux. En formant des obstacles dans le chenal, il modifie le courant, retient les sédiments, favorise la formation de mouilles et peut contribuer à l’érosion des berges. Il augmente ainsi l’hétérogénéité de la rivière, crée de nouveaux habitats et améliore le fonctionnement de l’écosystème. Cependant, lors des crues, l’augmentation du débit peut mobiliser de grandes quantités de bois en même temps. Ce bois transporté vers l’aval peut bloquer des ponts, des canaux ou d’autres ouvrages hydrauliques, augmentant le risque pour les infrastructures et les populations. Une fois que le bois a été recruté, transporté et accumulé vers l’aval, il devient très difficile de savoir d’où vient chaque pièce. 

Cette thèse étudie si le bois transporté par les rivières conserve une trace naturelle du lieu où l’arbre a poussé. Pour cela, des échantillons d’aulnes vivants, un arbre typique de la végétation riveraine, provenant de zones connues, ont été comparés à des pièces de bois accumulées dans la rivière dont l’origine était inconnue. 

Dans un premier temps, la composition isotopique de l’hydrogène et de l’oxygène dans le bois a été testée pour savoir si elle pouvait aider à différencier son origine. Les résultats montrent que les arbres de différents bassins versants peuvent présenter des différences mesurables, même si ces signaux peuvent être modifiés une fois que le bois tombe dans la rivière et reste exposé, flottant ou immergé. 

Ensuite, la composition chimique du bois a été analysée. Certains éléments, comme Ba, Ca, Na et Sc, ont permis de mieux distinguer les échantillons provenant de grands affluents différents que les secteurs plus petits au sein d’un même bassin. Après exclusion des échantillons de bois de rivière considérés comme les plus altérés, ces informations ont permis d’inférer l’origine probable de pièces individuelles de bois. 

Enfin, la thèse a évalué les caractéristiques de la rivière, de ses affluents et de ses forêts riveraines afin de comprendre où le bois est produit, stocké et accumulé. Les résultats montrent que le bois présent dans la plaine alluviale est davantage lié à la structure et à l’état de la forêt, tandis que le bois accumulé dans le chenal dépend plus fortement des conditions géomorphologiques de la rivière, qui contrôlent son recrutement, son transport et sa rétention. 

Dans l’ensemble, cette thèse montre que différents signaux naturels présents dans le bois peuvent aider à retracer les zones d’origine de pièces individuelles transportées vers l’aval. En parallèle, l’étude du corridor fluvial permet de mieux comprendre où le bois est disponible et quels processus favorisent son stockage. Cette thèse propose ainsi un cadre méthodologique utile et applicable à d’autres systèmes de montagne pour améliorer notre compréhension de la dynamique du bois dans les réseaux fluviaux. Ces connaissances sont essentielles pour mieux gérer les rivières et leurs forêts riveraines, en recherchant un équilibre entre la réduction des risques liés aux crues et la conservation d’écosystèmes fluviaux sains et fonctionnels.