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Enjeu crucial pour la DCE : l’hydromorphologie

Maillon essentiel pour appuyer la mise en oeuvre de la directive cadre sur l’eau, l’institut déploie ses recherches en ce qui concerne les eaux de surface continentales et les estuaires. L’accent a notamment été mis sur l’hydromorphologie, composante physique des cours et des plans d’eau, façonnée par les pressions de l’homme et influençant directement l’écologie des masses aquatiques.

Dossier des échos n°4 - Mars/avril 2013

Depuis 2000, la France, comme tous les États membres de la Communauté Européenne, met en oeuvre la directive cadre sur l’eau (DCE) et ses objectifs : enrayer de nouvelles dégradations et parvenir, en 2015, au “bon état” de tous les milieux aquatiques. “En 2004, un constat des différents bassins français a été réalisé : au moins la moitié des masses d’eau ne pourront pas atteindre un “bon état” en 2015 à cause de leurs caractéristiques hydromorphologiques”, rappelle André Chan-desris, ingénieur forestier au pôle hydroécologie des cours d’eau Irstea-Onema situé dans le centre Irstea de Lyon. Or, pour évaluer la qualité d’une masse d’eau, les propriétés physico-chimiques de l’eau ou la structure et le fonctionnement de la biodiversité aquatique ne suffisent pas. À Irstea, les recherches se sont donc aussi intensifiées dans le domaine de l’hydromorphologie, c’est-à-dire la composante physique des masses d’eau, qui en influence fortement l’état écologique.

Un audit des cours d’eau français

L’hydromorphologie est très sujette aux activités de l’homme dans les bassins versants. “Les aménagements structurants ont été faits dans l’aprèsguerre : on a construit des routes, des barrages, des digues de protection, les villes et les campagnes se sont développées. Ces modifications ont altéré et continuent d’altérer les cours d’eau car elles modifient l’hydrologie, les apports de sédiments...” explique André Chandesris. La vie dans le cours d’eau est largement conditionnée par les habitats disponibles pour la faune et la flore aquatique. Ces habitats sont eux-mêmes corrélés à l’hydromorphologie : profondeur et nature du lit, débit, température... C’est dans ce contexte qu’a été développé SYRAH CE (SYstème Relationnel d’Audit de l’Hydromorphologie Cours d’Eau), un outil du Pôle Onema-Irstea, à Lyon. L’objectif de cette démarche appuyée par une plateforme de données géographiques ? Identifier les pressions anthropiques influençant l’hydromorphologie des cours d’eau et les relier à son état écologique, évalué par ailleurs.

Pour pointer ces pressions et leur emprise territoriale, les chercheurs et ingénieurs d’Irstea ont construit des variables aux trois échelles du bassin versant, du corridor et des lits des rivières : usages des sols, surfaces imperméabilisées, couvertures boisées, obstacles à l’écoulement sont décrits et combinés en indicateurs de risque d’altération de l’hydromorphologie. 230 000 km de cours d’eau sont renseignés, et des cartes de zones à risques produites. “Ces cartes sont utilisées par les agences de l’eau, qui nous ont aidé à valider ces résultats avec leurs connaissances de terrain. Cette démarche pointe un risque d’altération hydromorphologique et sa nature, mais il reste à affiner le lien entre ce risque et l’expression de l’état écologique. Les réponses de l’écosystème aux pressions extérieures sont encore loin d’être parfaitement connues”, précise l’ingénieur.

Cette démarche est donc déjà largement opérationnelle pour contribuer à la préparation du nouvel état des lieux du cycle d’instruction de la DCE. À terme, il permettra également d’identifier les mesures à prendre pour restaurer l’hydromorphologie des cours d’eau avec un état écologique insuffisant.

Quid des plans d’eau ?

Lac“Du fait de leur courant gravitaire limité et d’un temps de renouvellement des eaux long, les plans d’eau sont particulièrement sensibles à l’eutrophisation accélérée : le milieu aquatique est modifié par des apports en éléments chimiques solubles, notamment nutritifs, et de matières solides en suspension qui s’accumulent dans les milieux, la prolifération algale est favorisée...”, explique Christine Argillier, écologue, spécialiste de l’ichtyofaune en bioindication lacustre, au centre Irstea d’Aix-en- Provence.

Là aussi, l’objectif est de cartographier l’état écologique de tous les plans d’eau français et d’évaluer le risque de perturbation de ces milieux de manière homogène à l’échelle nationale

Plusieurs outils ont été développés. “Nous avons accès à des données sur les caractéristiques environnementales des plans d’eau telles que le régime hydrologique, la structure des rives, la taille et les variations de profondeur des systèmes... Nous avons aussi des informations sur la densité de population, l’occupation des sols sur le bassin versant, les surplus d’azote, qui représentent les pressions de l’homme.

En croisant ces indicateurs de pressions avec les caractéristiques biologiques, nous modélisons leur impact sur l’état écologique des plans d’eau”, explique la chercheuse. Le résultat s’appelle IMAIL (Indice macroinvertébrés lacustre) ou IIL (Indice ichtyofaune lacustre), deux indices dédiés à l’évaluation de l’état écologique des lacs naturels, intercalibrés prochainement avec les partenaires européens. Parallèlement, les chercheurs travaillent à une optimisation de la caractérisation des risques. En quelques clics, “Bavela” dit tout aux gestionnaires sur les caractéristiques d’occupation des sols des bassins versants des 473 plans d’eau de métropole. “Corila” est quant à lui un protocole applicable aux bandes terrestres à proximité des berges pour mesurer les pressions liées à l’occupation des sols dans ces zones. “Alber” permet de caractériser l’altération de l’habitat sur les rives. D’autres outils vont bientôt venir compléter cette panoplie, à l’instar de “Substrat”, une méthode hydroacoustique pour caractériser la nature des substrats lacustres et leur évolution.

Restauration du Rhône : un test grandeur nature

Après l’évaluation... la restauration. Tester les effets de la restauration est l’objet d’un ambitieux projet mené sur le Rhône depuis 1998 et coordonné par Irstea, en collaboration avec les Universités de Lyon et de Genève. Ce large fleuve, comme d’autres en Europe, a été régulé et aménagé pour la navigation, l’irrigation et la production hydroélectrique. Sur différents aménagements du Rhône, des restaurations de débit sont testées, des travaux de réhabilitation d’anciens bras sont menés, le dragage de sédiments a été effectué... Les modélisations mises au point par les spécialistes afin de prédire les réponses des communautés de macroinvertébrés et de poissons avaient vu juste : par exemple, lorsque des augmentations de débit ont été réalisées, la proportion des espèces de poissons d’eaux courantes a doublé. De tels tests demandent des suivis dédiés de plusieurs dizaines d’années. À l’issue de tests grandeur nature, des validations de méthodes permettront de mieux adapter les choix de restaurations des différents cours d’eau.
nicolas.lamouroux@irstea.fr

http://restaurationrhone.univ-lyon1.fr