Programme de restauration de lônes sur le Haut-Rhône : méthode de réalisation et de suivi Emilie Wichroff Syndicat du Haut-Rhône (73 Yenne) J.M. Olivier UMR CNRS 5023Université Lyon1 [email protected] Gestion des milieux aquatiques et préservation de la faune: deux approches à concilier pour l’atteinte du bon état Vendredi 12 avril 2013. Ecosite du Val de Drôme (Eurre) Programme de restauration hydraulique et écologique du Rhône Trois volets : 1/ augmentation du débit réservé dans les tronçons court-circuités G e n è ve Miribel-Jonage L yo n Pierre-Bénite (2000) Vienne Chautagne (2004) Belley (2005) Brégnier-Cordon (2006) Péage-de-Roussillon 2/ réhabilitation des bras latéraux Valence Baix logis-Neuf Montélimar Donzère-Mondragon Montélimar O range 3/ restauration des axes de vie migratoires Arles Mars e ille Méditerranée Augmentation des débits réservés Exemple du secteur de Chautagne Avant Hauteur d’eau Vitesse 0.9 m 0.35 m/s Après 1m 0.74 m/s Utilisation d’indicateurs hydrauliques synthétiques intégrateurs des changements de caractéristiques majeurs liés à l’augmentation des débits minimum Suivi scientifique de la restauration hydraulique et écologique du Rhône Objectifs : évaluer l’effet des procédures de restauration (sur le milieu et les peuplements et in fine sur le fonctionnement du système) Méthodes : développer des méthodes et des protocoles dédiés à ces objectifs : stratégies d’échantillonnage, définitions d’indicateurs et de métriques pertinents, modélisation. Acquisition de données : état initial et suivi post-restauration approche prédictive 32 lônes 8 secteurs 27 lônes 26 lônes + 8 témoins 8 secteurs 24 lônes Les phases du projet 1995-2000 : programme de restauration de Pierre-Bénite 2000 Phase de préparation Lancement du programme mi 2002 Phase de préparation « Conception des modalités du suivi scientifique du programme Rhône. » convention DIREN – ZABR mi 2003 Lancement des premières actions de restauration Fin 2006 Fin de la restauration des 3 secteurs du HautRhône Poursuite 2007-2013 Phase fonctionnelle Phase fonctionnelle Réalisation des états initiaux Suivi post-restauration Test des métriques et des indicateurs (Plan Rhône, volet « Qualité des eaux, ressource et biodiversité » ) 1) Augmentation du débit dans les sections-court-circuitées - phase initiale : optimisation de la valeur du débit - suivi écologique : mesure des conséquences sur les communautés aquatiques et détermination de la fréquence de connexion des lônes avec le chenal principal 2) Réhabilitation des bras latéraux - phase initiale : caractéristiques écologiques des sites - suivi écologique : - estimation du taux de sédimentation dans les bras latéraux, - mesure des effets sur la structure des communautés, - mesure des modifications en terme de fonctionnement des populations fluviales (utilisation de la connectivité, fraie, refuge hivernage). Réhabilitation des lônes Actuellement 21 lônes restaurées sur le Haut-Rhône et 3 à Pierre-Bénite 2 à Péage-de-Roussillon (Noyer Sud, Sainte) 1 à Montélimar (Roussette) Plusieurs modalités de restauration • curage des sédiments (fins en général) • ouverture à l’aval • ouverture à l’aval et à l’amont. Suivi : sédimentation, végétation aquatique, macroinvertébrés, poissons Chautagne Motz dam MALO Hydroelectric power station BROT Belley Lavours dam Savières dam CHAZ LUIS MOIR ORGE L e sé ran Fournier weir FOUR BEAR LUCE Lucey weir Hydroelectric power station ENIL VIRI Yenne weir CHAN 1000 m PONT MORT PLAI MOLO TEBA NAPP Hydroelectric power station DAHO Molottes weir ROSS VILO MATH TONK Champagneux dam CRBL VACH La CERI Bièvre GRAN Brégnier-Cordon Le Guie 1000 rs Travaux de génie civil Travaux préparatoires Terrassements et dragages Terrassement Débroussaillage Maintien des accès réalisation pont cadre (lône de Lucey) Approfondissement du chenal (lône ???) Talutage des berges lône Béard) ( Travaux de finition Dragages Modelage d’habitats Exportation des sédiments fins (lône Moiroud) Réalisation d’une mare (lône des Luisettes) Détail du ‘’couteau’’ Modelage d’une roselière (lône de Virignin) Batardeau & pompages (lône des Sables) Talutage des berges Préservation des arbres en place Création d’un haut-fond par rejet de la drague (lône de Virignin) Bouture Modelage d’une île (lône de Virignin) Sect. Lônes Long. Eau (m) Surf. Eau (ha) Profondeur Long. Tot. Avt Aprs Avt Aprs Moy Min Max Q Alim phréat CHAU Malourdie 750 300 750 0.1 0.75 1.35 0.56 2.48 50 + CHAU Brotalet 830 350 790 0.7 2 1.18 0.49 2.40 401 (+) milieu BELL Anse de Chanaz 320 180 300 0.2 0.75 ? ? 1.5 60 0 BELL Luisettes 2705 2100 2650 1.1 1.5 1.17 0.07 1.84 60 (+) amont BELL Moiroud 1080 500 750 0.2 0.5 1.11 0.22 1.78 60 (+) amont BELL Béard 700 30 650 0.02 0.4 0.71 0.11 2.05 60 + BELL Orgeval 320 0 80 0 0.1 1 ? 1.5 60 0 BELL Fournier 800 550 750 0.7 1.1 1.03 0.45 2.63 60 (+) amont BELL Lucey 1295 1295 1295 2 2 1.01 0.09 1.62 60 0 BELL Anse de Yenne 650 20 630 0.02 0.7 1.28 0.54 1.98 60 0 BELL Virignin 600 600 600 6 6 1.5 0.5 ? 60 (+) amont BELL Chantemerle* 950 950 950 2.8 2.2 2.46 1.25 5.42 423 0 BREG Granges 1175 50 550 0.01 0.2 1.13 0.04 2.29 65 (+) BREG Vachon 875 575 875 6 1.3 0.86 0.23 2.31 65 0 BREG Cerisiers 950 950 950 1.9 1.9 0.57 0.12 1.69 80 0 BREG Mattant 1750 1750 1750 0.08 1.15 0.72 0.06 1.69 80 0 BREG Molottes 1490 300 700 0.2 1.1 1.78 1.41 2.20 80 (+) amont BREG Islon 810 610 810 1.8 2.4 0.7 ? 1.5 80 0 BREG Sables 950 950 950 6 6 0.5 ? 1.5 80 0 BREG Marquisat & Colonnes 1300 1100 1300 1.1 1.7 1 ? 1.5 440 0 BREG Ponton 500 400 450 0.2 0.2 2.14 1.75 2.43 440 (+) Secteur Lône An. Rest. Type de restauration Drag Con.Amt Con. Avl Amgt min Connectivité Aug Q Avant Après Chautagne Malourdie 2004 x - x - x Abs aval Chautagne Brotalet 2004 x - - - x aval aval Belley Anse de Chanaz 2005 x - - - x Amt-avl Amt-avl Belley Luisettes 2005 x - - - x aval aval Belley Moiroud 2005 x - - - x aval aval Belley Fournier 2005 x - - - x aval aval Belley Béard 2005 x - x - x abs aval Belley Orgeval 2005 x - x - x abs aval Belley Lucey 2005 - - - gué x Amt-avl Amt-avl Belley Anse de Yenne 2005 x x - - x abs Amt-avl Belley Virignin 2005 x - - - x aval Aval Belley Chantemerle 1989/1993/2003 x - - - - Amt-avl (Amt)-avl Brégnier-Cordon Granges 2006 x - - - x abs aval Brégnier-Cordon Vachon 2006 x x - - x aval Amt-avl Brégnier-Cordon Cerisier 2006 - - - Dra. Loc. x aval (Amt)-avl Brégnier-Cordon Mathan 2006 x x x - x abs Amt-avl Brégnier-Cordon Molottes 2006 x - x - x abs aval Brégnier-Cordon Ponton 2006 x - x - - abs aval Brégnier-Cordon Islon 2006 x x - - x aval Amt-avl Sables 2006 x - - Conec. avl - aval aval Marq. & Col. 2006 x x - - - aval Amt-avl Brégnier-Cordon Brégnier-Cordon Chautagne Belley Fournier Brégnier-Cordon Granges Vachon Brotalet Anse de Yenne Malourdie Cerisiers Béard Réhabilitation des lônes Suivi : - sédimentation - végétation aquatique - macroinvertébrés - poissons Luisettes Mattant Molottes Température de l’eau (mars 2010-mars 2011, Belley) Hétérogénéité inter-milieux 30,0! 25,0! 20,0! RCC!Belley! Moiroud! 15,0! Anse!de!yenne! Béard! 10,0! 5,0! 0,0! 22/01/10!00:00! 13/03/10!00:00! 02/05/10!00:00! 21/06/10!00:00! 10/08/10!00:00! 29/09/10!00:00! 18/11/10!00:00! 07/01/11!00:00! 26/02/11!00:00! 17/04/11!00:00! Température de l’eau Lône des Luisettes (Belley) Hétérogénéité intra-lône Sédimentologie des annexes fluviales (J. Riquier- H. Piégay) Problématiques : • Quelle est l’espérance de vie d’une lône restaurée ? - Les annexes restaurées se comblent-elles et à quels rythmes ? - Des phénomènes de décapage sont-ils effectifs ? - Ces processus s’exercent-ils dans des secteurs préférentiels ? - La durée de vie des bras est-elle modifiée par les travaux de restauration ? • La restauration modifie-t-elle les conditions d’habitat ? - Les conditions d’habitat sont-elles modifiées par rapport aux conditions initiales ? - Les conditions d’habitat post-restauration sont-elles pérennes ? Résultats disponibles Evolution temporelle des conditions granulométriques du fond des bras restaurés Bras périodiquement décapés Bras courants Décanteurs Source : J. Riquier UMR CNRS 5600 Exemple Macro-invertébrés Lônes Indicateurs Métriques Richesse taxonomique totale Richesse spécifique des taxons EPT Richesse taxonomique et statut des espèces Richesse spécifique des mollusques gastéropodes Nombre d’espèces à statut de protection ou de vulnérabilité documenté % d’individu appartenant à des espèces non-indigènes % broyeurs / collecteurs % collecteurs filtreurs / autres collecteurs % prédateurs / autres groupes trophiques Caractéristiques biologiques et écologiques des taxons % taxons > 1 génération par an / taxons < 1 génération par an % taxons se déplaçant à la surface du substrat Anisus vorticulus % taxons à dérive comportementale (E. castella) % espèces typiques du fleuve Connectivité latérale MO, diversité sub, Cond, Vég, N-NH4 E. Castella et coll. Université de Genève Méthodes Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Stratégie d’échantillonnage 26 lônes + 8 témoins 2 sites / lône (4 points /site) * 2 saisons amont aval Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Stratégie d’échantillonnage Paramètres du milieu Matière organique N-NH4 Lône de Béard, été 2003 Quadrat : Surface échantillonnée : 0.25 m2 Filet surber modifié Vide de maille : 500µm Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Recouvrement végétation Diversité substrat Conductivité Invertébrés des lônes Connectivité latérale Construction d’une variable synthétique exprimant le niveau de connectivité latérale des sites, à partir de plusieurs variables traduisant chacune un aspect de l’influence du fleuve. - la conductivité électrique de l’eau (μS/cm) qui, dans le système étudié, est la plus basse dans les eaux de surface du Rhône. Elle augmente avec la proportion d’eau souterraine dans les milieux (Juget et al., 1976 ; 1979). - la teneur en azote ammoniacal (N-NH4, mg/l) indique également l’origine des eaux, avec des teneurs élevées dans les eaux de surface du fleuve et basses dans les eaux souterraines (Bornette & Heiler, 1994). - le recouvrement par les plantes aquatiques submergées (note de recouvrement variant de 0 à 5) diminue avec l’influence décapante des crues et donc en grande partie avec le niveau de connexion au fleuve Invertébrés des lônes Connectivité latérale - la teneur en matière organique des sédiments superficiels (%) est un indicateur du niveau d’autogénie dans le fonctionnement des anciens chenaux (Rostan et al. 1987). Cette teneur augmente avec l’isolement des milieux par rapport aux flux du cours actif. - la diversité du substrat minéral (indice sans dimension variant de 0 à 1) augmente avec les proportions de sédiments minéraux grossiers (sables, graviers, galets) et donc également avec l’influence des crues sur le milieu. Les sédiments les moins diversifiés se rencontrent dans les milieux les plus isolés du fleuve, où la fraction argilo-limoneuse est la seule représentée en surface. Relation connectivité latérale – composition faunistique 1er axe AFC Composition taxonomique Communautés lénitophiles Communautés rhéophiles Lentique Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Lotique Connectivité latérale Relation entre les changements de connectivité latérale et de richesse par site après restauration Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Une image de la diversité faunistique entre sites 1) Après restauration les communautés indiquent « plus de courant » 2) Mais aussi une plus grande diversité ENTRE sites à l’échelle du secteur Connexion avec le Rhône Diversité des communautés d’invertébrés aquatiques dans les secteurs de Belley et Brégnier-Cordon (40 sites au total). Chaque point est un site à une date donnée (pré- ou post-restauration). La distance entre deux points est une mesure de leur dissimilarité. (TEMs : 12sites témoins (non restaurés) déconnectés du Rhône (stagnants = lentiques) ; TEMc : 4 sites témoins (non restaurés) connectés au Rhône (courants = lotiques) ; PRE : 20 sites avant leur restauration (2003 - 2005) ; POST : les mêmes après leur restauration à t+2 (2007-2008) et t+4 (2009-2010) (plus 4 sites nouvellement créés par la restauration). 1) Les témoins stagnants et courants définissent les conditions extrêmes (courantes et stagnantes) des communautés d’invertébrés aquatiques dans la zone alluviale, 2) A t+2, la restauration induit un déplacement global des communautés vers des types plus lotiques (mouvement vers la gauche de PRE vers POST), 3) A t+2, la restauration induit une diversification des communautés à l’échelle de la zone alluviale (augmentation de la taille de l’ellipse rouge - POST par rapport à la bleue - PRE = augmentation de la diversité faunistique entre sites). Deux et quatre ans après restauration, la faune des invertébrés aquatiques traduit 1) une évolution vers des conditions plus lotiques / connectées au Rhône, 2) une diversification des conditions à l’échelle des secteurs (Belley + Brégnier). Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Brégnier: une espèces patrimoniale remarquable: Anisus vorticulus (Directive habitat, 2004) Brégnier: une espèces patrimoniale remarquable: - Présente dans 8 des 19 lônes étudiées à Brégnier depuis 2002, localement avec des effectifs très élevés N -Suivi après curage (Nappes 0203 / 04-05) ou restauration (Rossillon) -Site remarquable à l’échelle européenne B 1 km A. Terrier Source : E. Castella, Université de Genève, Institut Forel. Réhabilitation des lônes Poissons Indicateurs Lônes Métriques Richesse spécifique piscicole Abondance relative des espèces Indicateur d’eaux stagnantes Abondance relative des espèces phytophiles et lithophytophiles Espèces cibles Abondance des espèces cibles (rotengle, tanche, bouvière, brochet) 4 0.7 Ponton Molottes Brotalet Effectif total Chantemerle Malourdie Fournier Anse de Yenne 0 Luisettes Granges Moiroud Vachon 1er axe de l’ACP inter-lônes 1er axe de l’ACP inter-lônes Cerisiers % 0+ Proportion de litho-phytophiles et phytophiles 0 Mattant Béard -3 -0.2 Conclusion Programme de restauration hydraulique et écologique du Rhône = vaste champ expérimental permettant : - de définir le plus clairement possible des objectifs de restauration (ou de réhabilitation) - de mettre en place des stratégies de suivi et de mesure des effets des procédures de restauration sur le moyen ou le long terme (lien avec la restauration, développements méthodologiques…) - de développer des approches multi-échelles - de coupler les études développées par rapport aux changement de débit et celles menées sur les annexes fluviales (connectivité) - de coupler la restauration et l’analyse des effets de la restauration aux démarches de définition du bon potentiel écologique (D.C.E.) - de définir de nouvelles questions en relation avec la capacité d’accueil du milieu pour les espèces fluviales Merci pour votre attention