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Pressions / impacts :
les remembrements
Des milieux aquatiques hérités de plusieurs siècles d’aménagements
Après 1945, passage progressif d’une agriculture paysanne, faite pour se nourrir, en
des formes d’agriculture dont la finalité est de produire pour vendre (Marochini, 1999)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
0
20 000
40 000
60 000
80 000
1955 1960 1965
Nom
bre
de tr
acte
urs
Evolution de la mécanisation en Bretagne entre 1955 et 1965
(annuaire statistique de la France)
Les anciennes configurations parcellaires ne sont plus adaptées aux nouveauxmatériels, il faut donc agrandir et redessiner les parcelles, abattre des haies, supprimer lesfossés, aplanir les terres (Renard, 2002)
Impact des travaux connexes (e.g. création de chemins, aménagements hydrauliques,arasement des haies/talus), dont l’objectif est la suppression des obstacles nécessaires à lamise en place d’un parcellaire géométrique (Renard, 2002)
Ces changements d’occupation des sols s’accompagnent souvent par la mise en place deplan de drainage permettant « d’assainir » les sols.
Les remembrements sur le territoire Bretagne, Pays de la Loire
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Pressions / impacts
Travaux hydrauliques
et drainage
Des milieux aquatiques hérités de plusieurs siècles d’aménagements
Les premiers travaux d’assèchement de zones humides, de recalibrage de cours d’eau
datent de l’antiquité (Leguay,2002*)
Une accélération à marche forcée de l’artificialisation des milieux
L’exemple des grands barrages(Sherbinin & Lehner, 2012)
Un constat similaire sur l’accélération de la disparition des zones humides, de la chenalisation des cours d’eau, de l’enterrement des cours d’eau,
de la dégradation du bocage…
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Le termes « travaux hydrauliques »
Plusieurs termes pour désigner les travaux hydrauliques :
� Chenalisation, travaux d’assainissement (routier, agricole), aménagement des cours d’eau …
� Les termes sous-entendent les objectifs visés par ces travaux : limiter la fréquence des débordements, agrandir des parcelles, notion de « propreté »…
Cours d’eau naturel Cours d’eau artificiel source ppt travaux
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Synthèse des travaux hydrauliques réalisés sur le lit mineur des cours d’eau
rectification
recalibrage
enterrement dérivation
Modification du
tracé
+ Modification du
gabarit
curage extraction de granulats
+ Modification de la
rugosité
dévégétalisation retrait du bois mort et de la granulométrie
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Une des principales causes de dégradation de l’habitat en tête de bassin versant (Muotka & Laasonen, 2002*)
En Caroline du Nord, en raison de la chenalisation et du drainage, moins de 1% des cours d’eau en tête de bassin sont intacts (Rheinhardt et al., 1999)
Impact des travaux hydrauliques
Colin, 2015
Lit de crue
uniquement
QMNA5
Lit de crue+ Lit d’étiage
Qcrue
Lit d’étiage
uniquement
Lit plein bord
uniquement
QMNA5
Lit de crue
+ Lit plein bord
Qcrue
Q2
Qcrue Q2
QMNA5
QMNA5
Qcrue
Q2
QMNA5
Q2
Qcrue
1 lit
2 lits
3 lits
Q2
Avec variantes : mauvais dimensionnement (lit plein bord et/ou lit d’étiage), profil en travers non adaptés (rapport hauteur / largeur), largeur du lit emboîté insuffisante
Lit plein bord
+ Lit d’étiage
Lit de crue + Lit plein bord + Lit d’étiage Lit de crue + Lit plein bord « emboîté » + Lit d’étiage
1a 1b 1c
2a 2b 2c
3a 3b
LE BIHAN, 2013
Différents types théoriques de profils de cours d’eau
Synthèse des travaux hydrauliques réalisés sur le lit mineur des cours d’eau
Classe I : Stable (h<hc)
Classe II : Chenalisé (h>hc) Classe III : Incisé (h>hc) Classe IV : Incisé et élargi (h>hc)
Classe V : Accumulation et élargissement (h~hc)
Classe VI : Quasi-équilibre (h<hc)
Hc = Hauteur de berge critique
Mouvement du lit
matériaux érodés
matériauxérodés
matériaux accumulés
plein bord
matériaux accumulés
Simon (1989) schematic cross sections and longitudinalprofile of an incised stream showing features of the fiveclasses of the CEM (Traduit par Le Bihan, 2014)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
La ripisylve pousse directement dans le fond du lit en
raison de :
� La sur-largeur du lit mineur� L’apports de terres agricoles dans le fond du lit� L’ensoleillement� La faible lame d’eau une partie de l’année
Croissance végétale© LE BIHAN, ONEMA, 2009
Zoom sur les phénomènes d’érosion longitudinale
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Recolonisation relativement rapide (quelques mois), si des refuges de bonne qualité sont présents - maisparfois l’impact persiste (faible recrutement, disparition d’espèces sensibles pendant des années ) (Boulton,2003*, Lake 2003)
Recolonisation mais d’où?
des refuges de l’amont
des refuges de l’aval
de l’air (en fonction des cycles de vie)
de l’hyporheos
des refuges de l’amont
des refuges de l’aval
de l’air (en fonction des cycles de vie)
de l’hyporheos
Cas d’un cours d’eau reprofilé
Recolonisation lente,
disparition de certains
taxons
Cas d’un cours d’eau naturel
Les ruptures d’écoulement
(Tomanova, 2010pwp)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Importance de l’habitat piscicole lors des
sécheresses, notamment importance des débris de
bois (Hakala, 2004*)
Effets secondairesEffets primaires
Impa
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Réduction de la longueur par rectification
Approfondissement
Bétonnage du lit et / ou des
berges
Elargissement
Augmentation de la pente du lit
Augmentation des vitesses
Erosion du lit et des berges
Elargissement du lit
Augmentation charge solide
Sédimentation à l’aval
Réduction de la qualité des eaux
Augmentation des vitesses
Effets aval
Enlèvement végétation aquatiques et rives
pendant construction
Augmentation charge solide
pendant construction
Augmentation des crues
Erosion du lit
Réduction des vitesses à l’étiage
Augmentation température des eaux
Perte d’abris et d’habitats
Perte d’apports allocthones
Ajustements par dépôts alluvionnaires
Perte mouilles radiers diversité profils pendant
construction
Réduction diversité des habitats
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Mauvais état
� Physico-chimique
� Hydromorphologique
� Biologique
BON état
� Physico-chimique
� Hydromorphologique
� Biologique
© Bardon, 2012
Synthèse des pressions / impacts
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Mauvais état
� Physico-chimique
� Hydromorphologique
� Biologique
BON état
� Physico-chimique
� Hydromorphologique
� Biologique
© Bardon, 2012
Synthèse des pressions / impacts
Faible auto-épurationFaible résilience
Bonne auto-épurationBonne résilience
Mauvais état
écologique
Bon état
écologique
Ponctuelle
Impact limité
Ponctuelle
Impact limité
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
© Schwab, 2009
Arrêtons d’enterrer les cours d’eau et zones humides en tête de bassin versant !
L’enterrement des cours d’eau correspond au plus haut niveau de
dégradation de l’hydromorphologie des cours d’eau (Le Bihan, 2009 ;Mathieu, 2010 ; Goron, 2012 ; Guillerme, 2015)
50% des zones humides ont déjà disparus
� Essentiel de stopper la régression des zones humides
� Difficultés à préserver les zones humides de petitesdimensions individuelles
� Mesures compensatoires compliquées pour retrouver unefonctionnalité équivalente
© Le Bihan, 2012
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Le drainage
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Accélération du drainage à partir de la seconde guerre mondiale
Entre 1950 et 1990, disparition de plus de 50% des zones humides
en Europe (CEE, 1995) et en France (PNZH, 2011)
Dans certains bassins versants de l’Est de l’Illinois (Etats-Unis),
l’intérêt d’un drainage performant a mené à chenaliser tous les cours
d’eau de rang 1 (Mattingly et al., 1993*, in Landwehr & Rhoads,2003*)
� Création de réseau de fossés (réseau hydrographique annexe)
� Approfondissement, élargissement, rectification du réseau decours d’eau existant (Smiley et al., 2007*) pour :
o Augmenter l’effet drainant du cours d’eau
o Encaisser l’arrivée d’un réseau de drainage
(superficiel ou souterrain)
De plus, les modifications réalisées nécessitent d’êtremaintenues afin de conserver l’efficacité du drainage (Landwehr& Rhoads, 2003*)
© LE BIHAN, 2009
Mise en place d’un plan de drainage
Chenalisation du cours d’eau
Renforcement du caractère intermittentRéchauffement de l’eauPerturbation dynamique sédimentaireDéstabilisation des berges
EutrophisationColmatage
Réduction de la longueur du cours d’eauAugmentation de la largeur de la lame d’eauModification de la pente Dégradation ou arasement de la ripisylve
Drainage moins efficaceDébordementNuisances olfactives
Le cercle vicieux du drainage…
Curage
Maintien de la dégradation des cours d’eau en tête de bassin…
© LE BIHAN, 2009
© LE BIHAN, 2009
© LE BIHAN, 2009
Le cercle vicieux du drainage
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Le Réseau Hydraulique Annexe
Définition du réseau hydrographique « annexe »
� Intègre les linéaires ne répondant pas aux critères de définition des cours d’eau
� Niveau de fonctionnalité mais de second ordre
� Réseau artificiel conçu pour faciliter l’évacuation des eaux
� Susceptible d’être chargé en substances polluantes et d’amplifier les phénomènes de crues
Impacts du réseau hydrographique annexe dépendant du :
� Cours d’eau récepteur (débit, rang de Strahler, sensibilité biologique)
� Nombre de points de contact sur un bassin versant (linéaire du réseau, fonctionnement hydraulique)
� Type de rejets : agricole, pluviale, assainissement, canal, eaux d’exhaures…
© Le BIHAN, 2010
Le Réseau Hydraulique Annexe
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Les Grandes Infrastructures Linéaires (GIL)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Les mesures correctives et compensatoires ne sont pas toujours à la hauteur des dégradations
Les zones humides et les cours d’eau en tête de bassin versant sont fortement
impactés par les projets de grandes infrastructures linéaires (ex : LGV, autoroute…)� Multiples cours d’eau interceptés (ouvrages hydrauliqueset dérivation de cours d’eau)
� Multiples zones humides remblayées, mise en eau (bassin de décantation)
� Transport important de sédiments
� Travaux connexes à venir post-GIL…
© LE BIHAN, 2013
Pressions / impacts
L’exploitation des forêts
L’exploitation des forêts : impacts des peuplements inadaptés
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Les cours d’eau forestiers en tête de bassin des forêts Wallones sont bordés à près
de 40% par des peuplements forestiers inadaptés (essence structure) (Schneider,2007*)
L’accès à la lumière (densité d’arbre, essence) (Schneider, 2007*)
� Excès de lumière : élévation de la température de l’eau, explosion de laproduction primaire
� Manque de lumière : faible couvert végétal fixateur sur berges, productionprimaire minimum
Exemple d’essence inadaptée : Les résineux
� Appauvrissement du sol, destructuration (difficulté àtamponner les flux d’eau et d’éléments - crues plusimportantes, étiages plus marquées)
� Pied de berge fortement érodé, lit surdimensionné
� Enracinement superficiel, 35 cm seulement, arbreinstable (Balleux, 2006 ; in Schneider, 2007*) © LE BIHAN, 2009
(LIFE, 2009*)
L’exploitation des forêts : impacts des peuplements inadaptés
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
L’exploitation des forêts : le drainage des forêts
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
Impacts du drainage des forêts (Vuori, 1998*)
� Perturbation de l’hydrologie
� Dégradation de la qualité de l’eau
� Altération de la biodiversité
� Altération du fonctionnement écologique
� Incision, risque de se retrouver dans des matériaux différents
En présence d’espèces adaptées à l’ennoiement, la principale contrainte est le manque d’eau (Lévy & Lefèvre, 2001 ; Shariari, 2003)
Sur la forêt de chaux, 460 km de cours d’eau, de 1/5 de cours d’eau permanents en
1960 à 1/10 en 2007 (Augé, 2007*)
� Intensité du stress hydrique subi par les arbres reliée à l’intensité du drainageforestier
© LE BIHAN, 2009
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
L’exploitation des forêts : impacts des pratiques intensives
Impacts des pratiques forestières intensives
� Destructuration du lit, zones d’érosion nombreuses et non stabilisées
� Colmatage par MES
� Pollution par les hydrocarbures
� Problèmes de franchissement
� Elévation thermique (Kreutzweiser et al., 2009)
� Réduction des apports allochtones et de l’abondance des macroinvertébrés (Wipfli, 2005*)
© LE BIHAN, 2009
© ROYNARD, 2009
© ROYNARD, 2009
© ROYNARD, 2009 © ROYNARD, 2009
Pressions / impacts
L’urbanisation
Depuis 1950, augmentation importante de l’étalement péri-urbain (Damette & Scheibling, 2003)
Ces changements dans l’occupation des sols impactent les milieux aquatiques
- Ex : Aux Etats-Unis, dans le bassin de Rock Creek, l’urbanisation a conduit à ladisparition de 59.5 km de cours d’eau, réduisant la densité de drainage (km de cours d’eaupar km2 de surface drainée) par 58% (Leopold, 1994)
- Ex : Aux Etats-Unis, dans les bassins versants forestiers de la rivièreChattahoochee, la densité de drainage dans les zones boisées est de 1,35 km/km2 tandisqu’elle est seulement de 0,91 km/km2 dans des zones plus urbanisées (Meyer & Wallace,2001)
© Le BIHAN, 2010© Le BIHAN, 2010© Le BIHAN, 2010
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
L’urbanisation en tête de bassin versant
En France, 860 km2 artificialisés par an, soitl’équivalent d’un département français tousles sept ans (Agreste, 2010*). La progressiondes surfaces artificialisées est 4 fois plusrapide que la croissance démographique(IFEN)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Travaux hydrauliques - Synthèse
L’urbanisation en tête de bassin versant
Pressions / impacts
Pollutions diffuses et ponctuelles
Les têtes de bassin et les nitrates
Spécificités des têtes de bassin versant
� 60% de la charge en nitrate trouvée dans les coursd’eau d’ordre supérieur à 3 proviendrait des cours
d’eau de rang 1 (Alexander et al., 2007*)
� Dès leur source, les cours d'eau de tête de bassin,peuvent être fortement concentrés en nitrate(Grimaldi, 1999* ; Lassaletta et al., 2010)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Pollutions diffuses- Synthèse
� De nombreux auteurs mettent en évidence des concentrations en nitrate plus élevées dans les cours d’eau ayant subi des dégradations hydromorphologiques (Baker & Johnson, 1981 ; Fenelon & Moore, 1998 ; David & Gentry, 2000 ; McIsaac & Hu, 2004 ; Alexander et al., 2007*)
Spécificités des têtes de bassin versant
� Les taux de dénitrification diminuent avec l’augmentation du rang du cours d’eau, etdonc avec l’augmentation du débit, de la largeur et la profondeur (Howarth et al., 1996 ;Peterson et al., 2001 ; Seitzinger et al., 2002 ; Boyer et al., 2006)
� L’explication est la suivante : les cours d’eau en tête de bassin, du fait de leur
abondance, possèdent une surface hyporhéique beaucoup plus importante que celle
des cours d’eau d’ordre supérieur (Harvey & Wagner, 2000 ; Harvey et al., 2003)
Les produits phytosanitaires (ou pesticides) en tête de bassin versant
Spécificités des têtes de bassin versant
� Forte concentration du fait de la faible dilution (Hurst & Sheahan,2003*)
© LE BIHAN,
2009
Impacts connus en tête de bassin versant
� Diminution de la richesse spécifique (Liess & Schultz, 1999 ; in Hurst & Sheahan, 2003*)
� Les pesticides reconnus comme un facteur important de la « paupérisation »biologique en tête de bassin versant (Peterman et al., 1996*)
� Les pesticides présentent des impacts sur les communautés de macroinvertébréssur du long terme (Berenzen et al., 2005* ; Beketov & Liess, 2013)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Pollutions diffuses- Synthèse
Les produits phytosanitaires (ou pesticides) en tête de bassin versant
Pendant les fortes pluies, les concentrations en produits phytosanitaires
peuvent atteindre des niveaux biologiquement actifs (Matthiessen et al., 1995* ; Berenzen et al., 2005*)
Cours d’eau le « Curtisdenvert » présente une largeur entre 0.5 à 2 m de large et une hauteur mouillée de 5 à 30 cm
Pour les parcelles drainées : 90% des flux de pesticides exportéspar drainage s’effectuent pendant les 3 premières crues aprèsapplication (Tournebize et al., 2015)
(Thomas et al., 2001*)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Pollutions diffuses- Synthèse
� 200,8 km de cours d’eau sans toponyme
100 % de rang 1 et 2
� 48,5% du linéaire total de la masse
d’eau plus soumis aux ZNT
� 104 plans d’eau inférieurs à 10 ha (220 ha cumulés)
La cartographie et les Zones Non Traitées (ZNT)
Impact potentiel d’un retrait de l’application des ZNT des traits pointillés sans
toponymes des cartes IGN au 1 : 25 000 (Le Bihan, 2010)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Pollutions diffuses- Synthèse
Nécessité de les intégrer dans les contrôles deroutine d’analyse des produits phytosanitairesdans les eaux (Berenzen et al., 2005*)Au vue des concentrations très élevées despesticides et des impacts écotoxicologiques surla biologie des cours d’eau, des facteurs desécurité doivent être intégrés dansl’homologation des nouveaux pesticides(Berenzen et al., 2005*)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Pollutions ponctuelles - Synthèse
(Le Bihan, 2009*)
Les pollutions ponctuelles en tête de bassin versant
Industrie Agroalimentaire Centre thermal
Déchets Assainissement Rejets agricoles
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : Pollutions ponctuelles - Synthèse
Les pollutions ponctuelles en tête de bassin versant
Pollutions par perturbateurs endocriniens (œstrogènes) dans les cours d’eau en têtede bassin par des rejets d’élevage (Matthiessen et al., 2006*)
Impacts de l’acidification sur la fonctionnalité des cours d’eau en têtes de bassinversant, par dépôts atmosphériques (Dangles & Guérold, 2000* ; Baudoin, 2007*)
Relation entre la richessetaxonomique des macro-invertébrés benthiques et lepH moyen de 41 coursd’eau vosgiens (d’aprèsGuérold et al., 2000*)
Problématiques des chlorures en tête de bassin versant (biblio en cours)
Pressions / impacts
Colmatage
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : le colmatage - Synthèse
La dynamique sédimentaire en tête de bassin versant
Tête de bassin versant : source importante de sédiments pour les écosystèmes aval
Apports majoritaires différents selon le relief
� zone de montagne : mouvements de terrains constituent la grande majorité des apports (Benda & Dunne, 1987)
� zone de plaine : apports plus importants par l’érosion des berges (Hassan et al., 2005)
© Biotope ; Source : McCaleb et al., 2008 (in AFB, 2017)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : le colmatage - Synthèse
La dynamique sédimentaire en tête de bassin versant
Apports très variables en fonction de l’occupation des sols
Taux moyen d’érosion des sols selon l’occupation des sols (en tonnes/ha/an)
© Biotope ; Source : Tetra Tech. ; in AFB, 2017
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : le colmatage - Synthèse
La dynamique sédimentaire en tête de bassin versant
Le maintien de la couverture végétale et des zones tampons constitue le moyen le
pour efficace de lutte contre l’érosion
Doubler la vitesse de l’eau augmente de :
� 4 fois la puissance érosive
� 32 fois la masse de de sédiments transportés
� 64 fois la taille des particules transportées (Craul, 1999)
La présence de bois en rivière dans le cours d’eau ou la présence de zones humides connectées au cours d’eau ont un rôle déterminant spécifiquement dans la rétention des sédiments fins par des phénomènes de filtration et sédimentation (Hopfensperger et al. 2006, May & Gresswell 2003).
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : le colmatage - Synthèse
Le colmatage des cours d’eau en tête de bassin versant
Causes principales : déforestation, pratiques culturales, mauvaises gestion des berges (dont piétinement), fonctionnement des barrages et plan d’eau… (Waters, 1995)
Impacts (Gayraud et al., 2002*)� Réduction des habitats qui conduisent à la réduction des effectifs piscicoles (Bjornnet al., 1977 ; Alexander & Hansen, 1986)
� Réduction de la survie des œufs des poissons lithophiles (Chapman, 1988)
� Impacts sur les macroinvertébrés
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : le colmatage - Synthèse
Impact des apports durables en sédiments fins
Les cours d’eau de rangs 1 constituent les cours d’eau les plus affectés par le piétinementdu faite de la faible largeur, piétinement quasi généralisé sur certaines parcelles (Lheritier, 2012)
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : le colmatage - Synthèse
Le piétinement des cours d’eau en TBV
Pressions / impacts
Obstacles à la continuité écologique
© Schwab, 2009
Les obstacles à la continuité écologique en tête de bassin versant
Généralement ouvrages de « petites tailles » : section inférieure à 4 m² (CETE & ONEMA, 2010)
De 1 à 2 ouvrages par km de cours d’eau en tête de bassin
versant (Baran, 2009 ; Vallée du Blavet, 2009)
� En comparaison, les cours d’eau de taille supérieureprésente 1 ouvrage tous les 4 à 5 km (ROE, 2011)
Quantité d’ouvrage due à la multiplicité des infrastructures
linéaires (routes, chemins agricoles, forestiers…)© Le BIHAN, 2010
(1) : Passage inférieur en portique ouvert(2) : Pont cadre(3) : Buse
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : obstacles à la continuité écologique - Synthèse
Les obstacles à la continuité écologique en tête de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : obstacles à la continuité écologique - Synthèse
50 % des ouvrages sur petits cours d’eau constituent des obstacles à la continuité
écologique (Bourguignon, 2012)
Départements lorrains : 71% à 91% des ouvrages sur petits cours d’eau sontinfranchissables (SETRA, 1993)
Principaux facteurs limitants :
� Tirants d’eau et chutes
� Vitesse des écoulements
� Longueur des ouvrages (notamment éclairement)
© Le Bihan, 2010
Les obstacles à la continuité écologique en tête de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : obstacles à la continuité écologique - Synthèse
Les tirants d’eau et les chutes (SETRA & ONEMA, 2013)
� Nécessité d’avoir au moins 20 cm pour les truites
� Si chute : nécessité d’une fosse d’appel pour le saut
© SETRA & ONEMA
Les vitesses limitantes selon les espèces et la longueur des ouvrages (Baudoin et al., 2016)
Les obstacles à la continuité écologique en tête de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : obstacles à la continuité écologique - Synthèse
Recommandations de section en fonction de la longueur des ouvrages pour le
franchissement piscicole
Ratio « Section / longueur » (unique ou cumulée) préconisé
� L < 30 m => S/L au minimum de 0,25
� 30 m < L < 60 m => S/L au minimum de 0,5
� L > 60 m => S/L au minimum de 0,75 ou recherche d’autre type d’ouvrages(viaduc, pont dalle)
Les dispositifs de type « puits de lumière », éclairage artificiel :
-> efficacité faible, voire nulle
© Schwab, 2009
Si nécessité de passage : quel ouvrage préconiser en tête de bassin ?
© V. BURGUN, ONEMA
© F. BOISSIERE, Syndicat Mixte de l’Horn
Préconisation en tête de bassin de favoriser les ouvrages sans assise dans le fond du lit
(ouvrage dit « ouvert »)
� Il existe un document produit par la Dir2 AFB
3 ouvrages complémentaires pour limiter les obstacles à la continuité en tête de bassin
GUIDE ICE GUIDE CETE & ONEMA Guide LIFE
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : obstacles à la continuité écologique - Synthèse
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : obstacles à la continuité écologique - Synthèse
Aménager les ouvrages existants
Même si un ouvrage aménagé ne sera jamais aussi efficace qu’un ouvrage correctement dimensionné !
Mise en place de dispositifs : barrettes, blocs… pour diminuer les vitesses et augmenterles tirants d’eau
Réduire la longueur des ouvrages lors du dimensionnement
� Murs en ailes ou murs de soutènement de remblais verticaux
Pressions / impacts
Plans d’eau
Sur source
En dérivation
En barrage
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Les plans d’eau en tête de bassin versant
Création dès le Moyen-âge à des fins alimentaires ou d’énergie (ex :flottaison du bois, alimentation des moulins)
Depuis le XXème siècle, orientation vers les activités de loisirs ou pour
l’irrigation
Impact dépendant essentiellement de
l’implantation par rapport au cours d’eau (barrage,dérivation, sur source), de la surface d’eau libre et
des modalités techniques d’entretien
Impacts
� Thermique
� Quantité d’eau
� Circulation biologique, espèce invasive
� Flux solide
© LE BIHAN, 2009
1
Perte de la continuité écologique
2Perte des fonctions du cours d’eau et de la zone
humide
3Dysfonctionnements observés à l’aval
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Impacts des plans d’eau en tête de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Impacts plans d’eau en tête de bassin versant : sur la faune piscicole
Etude sur 42 étangs (Vigneron, 1999)
� Étangs en barrage des systèmes apicaux etmédians (B3 à B6) induisent un glissement
typologique
� Impact net pour tout étang situé à 1500 mètres àl’amont de la station
� Causes : T°, 02, débit
Résultats à corréler avec la densité de plan d’eau observée sur
certaines têtes de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Impacts des plans d’eau en tête de bassin versant : sur la quantité d’eau
Surface en eau importante favorise l’évaporation (LIFE, 2009*)
� Perte d’eau pour le cours d’eau à l’aval de l’étang de Champon
� Sous-estimation de la perte par évaporation, car arrivée de nombreuses sourcesdans le plan d’eau
Impact des plans d’eau en tête de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Etang de Champeau (21) en 2005 : 30 ha, 850 mètres de long, 550 m d’altitude, 3 m de profondeur maximum, temps de séjour de l’eau en période estivale : environ 24 h
Durant les périodes les plus chaudes, enregistrement d’un réchauffement pouvant atteindre 10°C sur le cours d’eau aval (LIFE, 2009*)
Synthèse
(Le Bihan, 2009*, d’après Meyer et al., 2007*)
Hydrologie
Poissons
Amphibiens
Physico-chimieInvertébrés (alimentation)
« Fonctions cumulées des têtes de bassin versant »
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Synthèse sur les fonctionnalités
Arriver à retrouver des écosystèmes autonomes, résilients
Classe I : Stable (h<hc)
2. Gérer la charge solide
équilibre, dépôt, érosion1. Alimentation en eau
assurée
Partenariat cours d’eau - ZH
© Schwab, 2009© BRAMARD, 2012
3. Dissipation de l’énergie
6. Limiter les sur-encombrements des lits
(production primaire trop importante)
croissance végétale
4. Capacité de décolmatage
et d’auto-entretien
4. Diversité des habitats
et des espèces
☺
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
© Schwab, 2009
Réduire les facteurs limitant la réussite des opérations de restauration
Capacité de
colonisation limitée des
zones de sources
Réduire les facteurs limitant pour arriver à relancer la machinerie
biologique et la fonctionnalité des écosystèmes en tête de bassin versant
Colmatage
Qualité d’eau
(pollutions ponctuelles /
diffuses)
Espèces invasives /
envahissantes
Hydrologie perturbée (étiage sévère, crue
importante)
Température
Exemple
d’actions complémentaires
- Recréation de talus, de haies- Intérêt des bandes enherbées,
des bandes boisées- Limiter les pollutions
ponctuelles / diffuses- Création de Zones tampons
artificielles- Protéger le lit mineur du
piétinement- Supprimer ou modifier les
obstacles à la continuité en tête de bassin versant
- Réduire l’impact des plans d’eau
- Restaurer les ripisylves en tête de bassin versant
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Solution 2 : Connaissance des fonctionnalités et enjeux (vers la préservation et la restauration des TBV)
Très petit cours d’eauPuitLavoir PompageAbreuvement
La restauration de milliers de têtes de bassin fortement altérées est
indispensable pour espérer retrouver d’ici 10 à 20 ans des hydrosystèmes
fonctionnels
Difficultés majeures : contexte socio-politique et foncier et « satisfaction »de l’état actuel des cours d’eau (paysage rectiligne qui fait « propre », moinsde débordements, « entretien » facilité…)
Abandon progressive de nombreux usages en TBV
A quoi servent ces milieux ?
Solution 1 : Méconnaissance des fonctions (vers la dégradation des TBV)
Développer un argumentaire technique et pédagogique en faveur de la restauration des têtes debassin versant (AERMC, 2011* ; Oraison et al., 2011* ; ONEMA, 2010* ; FMA, 2015) pour convaincreles partenaires, riverains, propriétaires fonciers, exploitants agricoles du bien fondé de cette démarche
Les trouver jolies et utiles pour les respecter
Introduction - Définition - Fonctionnalités - Pressions / impacts : plans d’eau - Synthèse
Synthèse bibliographique
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