Nouvelle thèse : Où et quand les infrastructures aériennes perturbent les grands rapaces ? Vers un modèle générique de prédiction du risque, basé sur l’Aigle royal

A. Hémery, C. Itty, et un aigle

Le projet Risk4DRaptors a pour but de développer un outil opérationnel à destination des aménageurs d’infrastructures aériennes (éoliennes, lignes électriques THT et MT, remontées mécaniques en zones de montagnes, etc.) et des instances décisionnaires. La finalité de ce travail est de parvenir à prédire les secteurs présentant un risque fort d’impact sur les populations de grands rapaces lors de la création de nouvelles infrastructures. Ce projet a pour objectif de produire une application répondant aux besoins des opérateurs tout en maximisant l’exploitation combinée des données collectées sur les grands rapaces. Actuellement, sur 52 programmes de tétémétrie autorisés par le CRBPO, 11 (21%) intègrent un objectif d'évaluation du risque lié aux infrastructures aériennes. Mais l’analyse des données de ces programmes est pour le moment non-coordonnée, non 'intégrée'.

Nous proposons donc de développer un outil de prédiction du risque de collision pour les grands rapaces, basé sur un processus itératif (pas à pas) dont les étapes successives seraient: 

1) une modélisation de l’utilisation de l’espace en 4D (espace géographique et altitude combinés à des changements temporels, tels que saisonnalité ou aérologie), 

2) une prédiction des secteurs à risques issue de cette modélisation pour permettre du micro-siting (ajustement de la position d’une infrastructure), 

3) une évaluation de la qualité des prédictions de ce modèle, 

et 4) un ajustement des prédictions du modèle au cas par cas, par site, au fur et à mesure que de nouvelles données sont collectées. Cet outil permettra d’alimenter le volet « Evitement » de la séquence ERC qui encadre règlementairement la conception de telles infrastructures. Ce projet a été intégré au projet MAPE (Mortalité Aviaire sur les ParcsEoliens).

C’est dans le cadre de ce projet qu’Arzhela HEMERY a démarré sa thèse de doctorat au 1^e décembre 2021, sous la direction d’Aurélien Besnard et Olivier Duriez (Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive), et Pierre-Yves Henry (CRBPO, Mécanismes adaptatifs et évolution & Centre d’Ecologie et des Sciences de la Conservation), projet financé par l’Agence de la Transition Ecologique (ADEME) dans le cadre de l’appel à projet ‘R&D Energie Durable Edition 2020/2021’.

L’évaluation de la faisabilité et de la pertinence de cette démarche de modélisation adaptative du risque sera réalisée en étudiant le cas de l’Aigle royal (Aquila chrysaetos). Nous avons choisi cette espèce pour deux raisons. Son occupation de l’espace est contrainte par de nombreux projets d’infrastructures aériennes en France. Et, grâce à l’initiative de Christian Itty et son implication sur le sujet depuis 2011, nous disposons déjà de plus de 140 individus équipés d’émetteurs GPS et de plus de 45 millions de localisations (données collectées dans le cadre du Programme Personnel 579,  porté par Christian Itty, voir post précédent). Ca en fait l'espèce la mieux documentée en France pour la problématique d'étude.

Le premier volet de la thèse s’appuiera sur les données télémétriques pour modéliser l’utilisation de l’habitat (2D) par les aigles royaux et cela dans des contextes paysagers variés. Ce contraste de paysages permettra d’identifier des règles génériques d’utilisation de l’habitat chez l’Aigle royal, et les règles nécessaires pour ajuster le modèle global à des particularités locales (p. ex. relief particulier). Ces informations seront utiles pour:

- déterminer s’il est possible de transférer les connaissances acquises dans ces zones pour prédire l’utilisation de l’habitat dans des zones sur lesquelles nous ne disposons pas d’individus équipés en GPS,

- identifier les caractéristiques associées aux secteurs les plus importants des domaines vitaux. Un accent particulier sera mis sur l’utilisation des zones présentant des infrastructures aériennes pour déterminer les types d’infrastructures qui sont évitées.

Le deuxième volet aura pour but d’étudier les conditions d’aérologie et de topographie déterminants les trajectoires aériennes utilisées de manière récurrente par les aigles royaux. Nous nous appuierons sur l’analyse des courants ascendants de deux types : les thermiques et les courants orographiques, afin d’ajouter une dimension verticale à la modélisation de l’utilisation de l’espace (3D). Enfin, nous étudierons les paramètres topographiques associés aux courants orographiques favorables aux vols des aigles afin de mettre en évidence les configurations du paysage associés à ces vols. Pour ces modèles, nous prendrons en compte les variabilités saisonnières pouvant influer les courants ascendants (4D).

Une fois le modèle validé sur l’Aigle royal, la validité de la démarche sera testée en appliquant la méthode à d’autres espèces de grands rapaces ayant fait ou qui font actuellement l’objet de programmes de suivis par télémétrie 3D (Aigle de Bonelli, vautours, Milan royal), afin d’évaluer les conditions à satisfaire pour que le modèle soit transférable à d’autres espèces.

Jeune aigle royal porteur d'un GPS (C. Itty)

La collecte des données indispensables à ce projet a été possible grâce à l’implication de très nombreuses personnes et organisations, sur le terrain pour les suivis et/ou les captures, mais également pour le financement des émetteurs et autres équipements. L’association BECOT (Baguage et Etudes pour la Conservation des Oiseaux et de leurs Territoires) a porté les suivis pour le Massif Central et la Drôme. Les équipements ont été financés de multiples façons, allant d’un financement participatif par les observateurs (merci à chacun d’entre eux, ils se reconnaitront, les citer tous serait trop long), jusqu’à des financements européens (Natura 2000), en passant par des dons ou diverses subventions. Réseau de Transport d'Electricité (RTE) a financé les équipements dans zone d'étude des Hautes Alpes, dans le cadre d’une mesure compensatoire liée à la construction (et/ou le déplacement) de nouvelles lignes électriques Très Haute Tension. Ce projet, porté par le CEFE, vise à identifier les points de conflits entre l’utilisation des territoires par les grands rapaces et le réseau électrique. RTE étant copropriétaire de ces données hautes alpines, l’entreprise a accepté qu’elles soient utilisées dans le cadre de cette thèse.

Aigle royal avec émetteur GPS/3D (Photo: E. Hérault)

Nous profitons donc de l’occasion du lancement de ce projet doctoral pour remercier très sincèrement toutes les personnes et organisations qui ont rendu cette recherche possible par leurs précieux soutiens (par ordre alphabétique):

Association Nationale des Fauconniers et Autoursiers français (ANFA)

Association Française des Parcs Zoologiques (AFDPZ)

Association pour l’Etude des Territoires des Oiseaux de Savoie (AETOS)

Association Baguage et Etudes pour la Conservation des Oiseaux et de leurs Territoires (BECOT)

Association La Salsepareille

Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE)

Centre d’Ecologie et des Sciences de la Conservation (CESCO)

Conservatoire d’Espaces Naturels (CEN) Occitanie

Conservatoire d’Espaces Naturels (CEN) Provence Alpes Côte d’Azur

Centre Ornithologique du Gard (COGARD)

Communauté de communes de la Vallée de l’Hérault

Communauté de communes des Cévennes Gangeoises et suménoises

Communauté de communes du Grand Pic Saint Loup

Conseil Départemental de la Drôme

Conseil Départemental du Gard

Direction Départementale des Territoires (DDT) de la Drôme

Direction Départementale des Territoires et de la Mer (DDTM) du Gard

Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et duLogement (DREAL) Auvergne-Rhône-Alpes

Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et duLogement (DREAL) Occitanie

Envergures Alpines

Grand Parc du Puy du Fou

Groupe Aigle royal Drôme

Groupe Rapaces Massif Central, Ligue pour la Protection des Oiseaux (LPO)Drôme – Ardèche

Natura 2000

Office National de la Chasse et la Faune Sauvage (ONCFS), devenu OfficeFrançais pour la Biodiversité (OFB)

Parc Naturel Régional (PNR) des Baronnies Provençales

Parc Naturel Régional (PNR) du Vercors

Parc National des Cévennes

Parc National des Ecrins

Parc National de la Vanoise

Réseau de Transport d’Electricité

Rédacteurs : Arzhela Hemery  et Christian Itty

 

 

Impact des parcs éoliens et erratisme chez l'Aigle royal: exploration par vidéos 3D modélisées à partir de données GPS

Aigle royal avec émetteur GPS/3D (Photo: J-N Dacher)

Le programme de suivi de l’Aigle royal par marquage a débuté en 2012 (programme personnel n°579, sous la responsabilité de Christian Itty). Un volet d'écologie spatiale conséquent (au travers du déploiement d’émetteurs GPS) est compris dans ce programme. Il a commencé avec le marquage d’adultes en 2014, notamment dans un objectif de conservation afin d’étudier les impacts de l’important développement éolien dans le sud du Massif Central. En 2016, le panel d’individus suivis a été complété grâce à la pose d’émetteurs GPS sur des juvéniles. Les zones d'études ont été diversifiées en ajoutant des oiseaux de la Drôme et des Hautes Alpes. Grace à la présence de ces 3 zones de suivi complémentaires et reliées entre elles (cf. échanges d’individus entre ces zones), nous pouvons suivre les aigles royaux sur tout leur continuum écologique, des premiers reliefs de basse altitude languedociens, quasiment en bordure de la Méditerranée, jusqu’aux plus hauts sommets alpins. Cette étude révèle la diversité de milieux utilisés par l’espèce, et permet d’appréhender les problèmes de cohabitation avec les activités humaines (p. ex. coût énergétique du vol et risques liés aux éoliennes et électrocutions dans le Massif Central et la Drôme, électrocution et percussion sur le réseau électrique dans les Hautes Alpes). L’ampleur spatiale et numérique du suivi assure une haute généricité des résultats pour l’espèce.

Depuis 2014, 56 oiseaux ont été marqués avec des GPS dans le massif central (14 adultes  et 42 juvéniles/erratiques), 15 oiseaux dans la Drôme (15 juvéniles) et 25 oiseaux dans les Hautes Alpes (9 adultes et 16 juvéniles/erratiques) grâce à une collaboration pour ce dernier département avec le Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (Aurélien Besnard, Arzhela Hemery) et RTE-Réseau de Transport d'Electricité. La base de données télémétrique contient actuellement plus de 25 millions de localisations GPS pour ces 96 oiseaux toutes zones et catégories d’âges confondues. Certains oiseaux sont suivis depuis plus de 7 ans et ont fourni plusieurs millions de localisations, avec un suivi fonctionnel tous les jours sur tout ce pas de temps. Pas mal pour des émetteurs de 35-50 grammes (soit entre 0,5 et 1,4% du poids de l’oiseau selon son sexe) ! Toutes ces données sont sauvegardées, archivées et gérées depuis le départ grâce à un stockage sur la plateforme Movebank.

La technologie actuelle permet de descendre à des intervalles de programmation et d’acquisition des données de localisation toutes les secondes, parfois en continu sur toute une journée ou sur des périodes prédéterminées (temporelles et/ou géographiques). Véritable révolution technologique, ce grain très fin dans les données permet d’investiguer des champs comportementaux ignorés jusque-là.

Nous pouvons désormais regarder en finesse les choix et les comportements des oiseaux dans leurs déplacements en 3D (les émetteurs GPS fournissant longitude, latitude, altitude et vitesse). Il y a et aura encore un gros travail d’analyses du volume conséquent de données obtenues pour généraliser tout cela, vérifier/corriger les altitudes, etc…, (et c’est un aspect plus qu’important, à ne pas négliger/sous-estimer dans ce type de programme !). Mais les premiers résultats sont d’ores et déjà très instructifs (voir Péron et al. 2017). 

Afin de visualiser ces données de manière simple et intuitive, vous trouverez ci-dessous des exemples de modélisations en 3D qui peuvent être produits à partir de ce type de suivi. Sur toutes les phases de vols présentées ci-après, l’acquisition du GPS est de 1 point/seconde. Vous pouvez faire varier les vitesses de défilement de ces vidéos de quelques minutes d’animation 3D grâce au curseur de vitesse en bas à gauche de l’écran (vitesse idéale 8-16x en général). Vous pouvez aussi afficher les paramètres plus détaillés enregistrés par les émetteurs (altitude, vitesse, durée, heure…). N’hésitez pas à changer l’angle de vue à l’aide de votre souris, pour mieux percevoir les déplacements en 3D.

Comportements d’aigles royaux adultes face à un parc éolien

Vol n°1. L’aigle quitte son perchoir dans un versant, orbe et prend de l’altitude puis contourne la première ligne d’éoliennes. Arrivé à une altitude suffisante, il prend l’intervalle entre les deux lignes de turbines, passe entre les turbines, puis retourne se percher dans le versant d’en face. A noter que c’est sur ce parc éolien qu’a été documenté à l’été 2017 le premier cas de collision d’un aigle royal erratique avec une éolienne en France (détecté et localisé grâce à son GPS; voir l'article dédié sur France-Nature Environnement Languedoc-Roussillon).

1, 2, 3… c’est parti ! (cliquez ici: https://ayvri.com/scene/gdkz0x92jz/ck970n5l20000276mnozkgex2 ; durée de vol:10 min.)

Vol n°2 (même individu, même site que pour le vol n°1). L’aigle arrive en vol et longe le parc éolien. Il file et vient parader en limite de son territoire. Par rapport au vol n°1, l’efficacité dans les prises de thermiques est beaucoup plus importante (regardez les gains importants d’altitudes dans les orbes, probablement dû à de meilleures conditions météo). Remarquez aussi qu’à cette résolution, on distingue parfaitement les festons (parades nuptiales, vols en courbes et remontées en pointe) ! L’aigle après avoir marqué sa limite de territoire revient vers le parc éolien. Il exploite encore une fois l’espace à l’entrée entre les deux lignes de turbines, mais cette fois il fait demi-tour à l’approche des éoliennes pour finalement repartir d’où il vient et aller se percher à nouveau à flanc de colline.

1, 2, 3… c’est parti ! (cliquez ici: https://ayvri.com/scene/gdkz0x92jz/ck96wytnd0000276mezi6ez21; durée de vol:20 min., distance parcourue: 16 km)

Vol n°3 (même individu, autre parc éolien). Ce territoire d’aigle est impacté par plusieurs projets éoliens au sein de son domaine vital (plus de détails dans Itty 2017, Itty & Duriez 2018). L’aigle parcourt en vol le flanc de versant au sommet duquel sont implantées les turbines. Il fait de nombreux allers-retours mais ne gagne quasiment pas d’altitude. Après s’être décalé vers la pente puis avoir orbé et gagné un peu d’altitude, il revient le long de la ligne sommitale mais quasiment à la même altitude qu’à son départ. Nouvelles séquences d’allers-retours le long des éoliennes à la cime des arbres, très proche des turbines. Finalement, il évite de traverser la ligne d’éoliennes, bien qu’il y ait  de très belles zones ouvertes de chasse en arrière. Il choisit de longer la ligne d’éoliennes, puis gagne les espaces ouverts au sud du parc éolien. Il finit par se percher dans un bosquet d’arbres. A noter que ce parc éolien a été installé sur une zone où l’oiseau avait l’habitude de venir se percher dans les arbres (surveillance du territoire, affut pour départ en chasse), ce site étant le point culminant du sud de son domaine vital et une de ses meilleures zone de chasse. Sur ce même parc, un vautour moine a percuté une éolienne en début d’année 2020 (détails dans le communiqué de la Ligue de Protection des Oiseaux).

1, 2, 3… c’est parti ! (cliquez ici:https://ayvri.com/scene/gdkz0x92jz/ck96yyjfx0000276mgl28czqd ; durée de vol:20 min.)

Comportements de jeunes aigles royaux en phase d’erratisme.

Vol n°4. Nous suivons la jeune aigle femelle Madières, âgée d’un an et demi (née en 2018 dans l’Hérault), lors une phase d’erratisme similaire à ceux des aigles de Bonelli présentés récemment sur le blog. Lors de ce long déplacement, l’oiseau quitte l’Hérault, traverse tout le département de l’Aude en direction des Pyrénées. Cette séquence illustre idéalement les choix de trajectoires et les types de vol: les différentes phases de prises d’ascendances, les orbes, les vols glissés, les vols de prospection…. On y observe même le survol à très haute altitude de la plaine de l’Aude, puis l’utilisation du relief une fois arrivée dans les Corbières.

1, 2, 3… c’est parti ! (cliquez ici: https://ayvri.com/scene/gdkz0x92jz/ck32225p600013m6866d6o0ys ; durée de vol: 3h., distance parcourue: 130 km)

Vol n°5. Madières évolue maintenant au cœur du Massif Central, dans des paysages complètement différents, traversant les causses aveyronnais, les vallées cévenoles, le Causse Méjean puis les montagnes lozériennes, où elle se perchera sur le Mont Lozère. A nouveau, nous découvrons les choix de vol adoptés par l’aigle pour franchir les différents reliefs.

1, 2, 3… c’est parti ! (cliquez ici: https://ayvri.com/scene/gdkz0x92jz/ck9716vxx00003m6ab1kycz6h ; durée de vol:2h30, distance parcourue: 110 km)

En plus de pouvoir travailler sur la configuration des domaines vitaux d’adultes et l’impact des projets situés en leur sein, les données obtenues sur les jeunes pendant leur période d’erratisme (vols 4 et 5) permettront d’identifier les zones utilisées en priorité par les individus non cantonnés lors de leurs déplacements et/ou leurs stationnements (hot spots de fréquentation par les aigles erratiques) à l’échelle de l’ensemble des massifs montagneux français. Cela permettra de mieux appréhender les impacts potentiels de différents projets d’infrastructures, et améliorer notre capacité à préserver l’espace aérien nécessaire pour la conservation de cette espèce qui, bien qu’en augmentation, demeure localisée, sensible et emblématique.

Pour en savoir plus:

• Itty C. 2017. Impact éolien sur l’Aigle royal (Aquila chrysaetos): Principaux enseignements obtenus en 4 ans de suivi GPS sur un site emblématique du sud du Massif Central. Rapport, Association BECOT. 
• Itty C, Duriez O. 2018. Le suivi par GPS, une méthode efficace pour évaluer l’impact des parcs éoliens sur des espèces à fort enjeux de conservation : l’exemple de l’Aigle royal (Aquila chrysaetos) dans le sud du Massif Central. Pages 42–48. Dans LPO. Séminaire Eolien et Biodiversité. Ligue pour la Protection des Oiseaux. 
• Péron G, Fleming CH, Duriez O, Fluhr J, Itty C, Lambertucci S, Saif K, Shepard ELC, Calabrese JM. 2017. The energy landscape predicts flight height and wind turbine collision hazard in three species of large soaring raptor. Journal of Applied Ecology. 54:1895–906.

 

Rédacteur: Christian Itty

Aigle royal avec émetteur GPS/3D (Photo: E. Hérault)