Suivi des travaux de restauration en rivière Fédération de l`Eure

Suivi des travaux de restauration en rivière
Titre du dossier : TYPOLOGIE DE SUIVI DE TRAVAUX DE RESTAURATION EN RIVIERE
Objet : Synthèse bibliographique & éléments pour le choix des suivis
Version : n°1 du 29/07/2015
Réalisé par : Lucie BUCHET
Dossier suivi par : Emilien BORDIER
Chargé d’études FDAAPPMA27 – Responsable technique « Continuité Ecologique »
Tel: 02 32 57 10 73
Mail: [email protected]
1
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Le suivi de travaux à mettre en œuvre dépend des altérations identifiées en phase de diagnostic et donc
des objectifs de restauration attendus.
Il est cependant possible d’établir une typologie sommaire du suivi à réaliser selon la nature des travaux
envisagés.
Deux catégories de travaux ont été distinguées pour établir cette typologie de suivi :
-
Les travaux visant à rétablir la continuité écologique tels que l’aménagement des ouvrages
transversaux (mise en place de passe à poisson, rivière de contournement, aménagement de seuil,
etc.) ou encore la gestion de vannage ;
-
Les travaux visant à restaurer la qualité du cours d’eau (recharge de granulats, actions de
renaturation et de reméandrage ou suppression d’endiguement notamment).
1. Travaux visant à restaurer la continuité écologique
Selon la nature des travaux de restauration de la continuité écologique identifiés dans le tableau ci-après,
un arbre de décision est associé afin d’évaluer les possibilités de suivi.
Tableau 1 : Type de travaux de restauration de la continuité écologique et les éléments de suivi associés
Type de
travaux
Objectifs attendus
Passe à poisson ou Rétablissement circulation piscicole,
dispositif similaire recolonisation des secteurs amont
Gestion des
Vannes
Compartiments
impactés
Biologie (poissons)
Arbres
de
décision
1 et 2
Monitoring « poissons »
Monitoring poisson, invertébré
Qualité de l'habitat
Rétablissement circulation piscicole
Biologie
Diversification des faciès
Habitats (Vitesse,
hauteur d'eau et
substrats)
Favorise le transport solide et le
décolmatage
Substrat alluvial
Colmatage
Rétablissement circulation piscicole
Biologie
(poissons)
Monitoring « poissons »
Rétablissement
hydromorphologie fonctionnelle
Habitats
Qualité de l'habitat
Monitoring « invertébrés » et
« poissons »
3 et 4
Décolmatage du substrat grossier
Effacement de
seuil
Eléments de suivi
Diversification des faciès
Rétablissement du transit sédimentaire
vers l'aval
Relevés des faciès d'écoulement
Qualité de l'habitat
Colmatage
Habitats (Vitesse,
hauteur d'eau et
substrats)
3 et 4
Relevés des faciès d'écoulement
Granulométrie
Pente d'équilibre, érosion latérale
Lit mineur
Réduction des effets de retenue d'eau
Géométrie du lit
Physico-chimie
Température, excès de nutriments
 Arbre de décision 1
2
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Le suivi par « monitoring poisson autour de l’ouvrage » permet d’évaluer la colonisation des espèces
piscicoles sur un tronçon restauré ou rendu accessible suite à la mise en place d’une passe à poisson, à
l’effacement d’ouvrage hydraulique ou encore à la gestion de vanne.
 Arbre de décision 2
Le suivi par « monitoring poisson dans l’ouvrage » permet d’évaluer l’efficacité du franchissement piscicole
suite à la mise en place d’un dispositif de franchissement.
 Arbre de décision 3 et 4
Les arbres de décision 3 et 4 permettent d’identifier les protocoles de suivis à mettre en œuvre selon
l’ampleur des travaux de restauration constituant en l’effacement d’un ouvrage transversal (réponse du
milieu à l’échelle d’une station ou sur l’ensemble du réseau hydrographique).
Remarque : Le suivi biologique a été écarté pour les travaux d’effacement de seuil dont le linéaire
fonctionnel regagné est inférieur à 50 fois la largeur de plein bord naturelle du cours d’eau pour les raisons
suivantes :
-
Economique : ce suivi demande d’importants investissements pouvant être plus élevés que le coût
des travaux ;
-
Les effets de la restauration sur ce compartiment sont a priori difficilement mesurables en raison du
faible linéaire restauré.
3
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Arbre de décision 1 : Monitoring poisson autour de l'ouvrage
4
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Table 1 : Périodes préférentielles de migrations et de frai des principales espèces piscicoles migratrices, dans le département
5
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Table 2 : Typologie des pêches électriques
6
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Arbre de décision 3 : Monitoring poisson dans l'ouvrage
7
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Arbre de décision 4 : Effacement d'ouvrage à l'échelle de la station
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
8
Suivi des travaux de restauration en rivière
Arbre de décision 5 : Effacement d'ouvrage à l'échelle du réseau hydrographique
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
9
Suivi des travaux de restauration en rivière
Table 3 : Typologie du suivi hydromorphologique à l’échelle de la station
10
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
2. Travaux de restauration de la qualité du cours d’eau
Selon la nature des travaux de restauration de la qualité du cours d’eau identifiés dans le tableau ci-après,
un arbre de décision est associé afin d’évaluer les possibilités de suivi.
Sous-types de
restauration
Objectifs
Réapparition des habitats
associés au substrat alluvial
Recharge
granulats
Actions de
reméandrage
Compartiments
impactés
(frayères notamment)
Biologie
(poisson, invertébré)
Habitats
Diversification des faciès
Habitats
Limiter l'incision du lit
Substrat alluvial
Diversification des faciès
Reprise des processus
d'érosion latérale et de
recharge alluviale
Amélioration de la qualité de
l'habitat aquatique
Habitats
Diversification des faciès
Habitats
Reprise des processus
d'érosion latérale et de
recharge alluviale
Renaturation
cours d'eau
Réduction des températures
de l'eau
Réduction des effets de
l'eutrophisation
Augmentation des
fréquences de submersion
des annexes hydrauliques
Reconnexion de la nappe
avec le cours d'eau
Suppression
endiguement
Exemple de types de suivi
Suivi piscicole et invertébrés ;
Granulométrie ;
Relevés des faciès d'écoulement ;
Indice d'Attractivité Morphodynamique, Score
d'hétérogénéité ;
Relevés topographiques de la géométrie du lit ;
Suivi granulométrique
Relevés des faciès d'écoulement ;
Relevés topographiques de la géométrie du lit ;
Analyse diachronique ;
Suivi piscicole et invertébrés ;
Indice d'Attractivité Morphodynamique ;
Score d'hétérogénéité
Relevés des faciès d'écoulement ;
Lit mineur
Berges
Biologie (poisson,
invertébré)
Relevés topographiques de la géométrie du lit ;
Lit mineur
Amélioration de la qualité de Biologie (poisson,
l'habitat aquatique
invertébré)
Forme naturelle du lit
Arbre
de
décision
Berges
Analyse diachronique ;
5
Indice d'Attractivité Morphodynamique ;
Score d'hétérogénéité ;
Granulométrie ;
Physico-chimie
Lit majeur
Nappe
Débit
Température
Augmentation des
fréquences de submersion
des annexes hydrauliques
Biologie
Ripisylve
Connexions naturelles au
cours d'eau
Lits majeurs +
annexes
Paramètres physico-chimique (Température,
excès nutriments)
Durée de submersion des annexes hydrauliques
suivant les chroniques hydrologiques, suivi
piézométrique ;
Inventaire faunistique (frayères et ponte de
brochets, suivi ornithologique et batraciens)
Inventaire floristique ;
Qualité de l’habitat (IAM, score d’hétérogénéité,
faciès) ;
Inventaire faunistique (Frayères et ponte de
brochets, suivi ornithologique et batraciens)
Durée de submersion suivant les chroniques
hydrologiques
11
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Arbre de décision 6 : Restauration de la qualité du cours d'eau
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
12
Suivi des travaux de restauration en rivière
3. Détermination de la fréquence et de la durée de suivi
La fréquence et la durée du suivi sont adaptées selon le compartiment considéré (biologie,
hydromorphologie ou physico-chimie).
Les minimums pour une cohérence scientifique sont présentés dans le tableau suivant.
Tableau 2: Tableau de fréquence et durée de suivi selon les compartiments considérés d’après l’ouvrage Aide à la
définition d’une étude de suivi, L.NAVARRO ; J.PERESS ; J.R.MALAVOI, 2012.
Fréquence,
durée, pas
de temps
Restauration
années N

Biologie
Hydromorphologie
Physico-chimie
3 états initiaux (N-3, N-2, N1)
ET sur une station témoin
suivi après la restauration
1 état initial
3 états initiaux (N-3, N-2, N-1)
ET sur une station témoin
suivi après la restauration
3 états post restauration
(N+3, N+4, N+5) avec station
témoin
1 état post-restauration juste
après les travaux N,
Puis des suivis post restauration
à N+3 et après une crue
morphogène de fréquence au
moins biennale.
3 états post restauration (N+3,
N+4, N+5) avec station témoin
Le suivi biologique
Compte tenu de variations inter-annuelles très élevées, l’analyse des peuplements aquatiques
(poissons et invertébrés) dans l’objectif de démontrer l’impact de travaux, n’a de sens que sur une
durée importante avant et après travaux (au moins 6 années) et avec une station témoin.
En effet, des études réalisées sur un temps inférieur seraient trop courtes pour détecter une réponse
biologique par rapport à l’ampleur des données disponibles.
Le rétablissement des communautés aquatiques s’effectue sur une longue échelle de temps concernant
l’ensemble du réseau trophique allant des invertébrés (base alimentaire des truites notamment) jusqu’aux
espèces piscicoles. Plusieurs générations seraient nécessaires avant que l’effet de la restauration soit
pleinement efficace.
La présence d’une station témoin est nécessaire afin de prendre en compte la variation biologique
interannuelle naturelle liée au cycle de vie des populations (longévité et dynamique des espèces), ainsi que
des éventuelles autres facteurs de perturbation.
13
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière

Prise de photos (N-1, N et N1 à N6)
Les prises de vues datées du linéaire restauré sont à réaliser avant, pendant et après restauration depuis
des positions géo référencées et stables dans le temps et selon un même angle dans la mesure du
possible.

Bilan des périodes de suivi avant et après travaux
Figure 1: Bilan des fréquences de suivi (Aide à la définition d’une étude de suivi, L.NAVARRO ; J.PERESS ; J.R.MALAVOI, 2012)
14
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
4. Conclusion sur les compartiments suivis dans le cadre d’une restauration
Concernant l’analyse des peuplements d’invertébrés, il apparaît clairement que le protocole IBGN est
inadapté à l’objectif de suivi biologique des travaux de restauration.
En effet, les prélévements d’invertébrés du protocole IBGN sont réalisés sur les habitats les plus biogènes
avec une détermination au taxons (risque de résultats similaires avant et après travaux, ne traduisant pas
l’effet potentiel d’une restauration sur le milieux). Au contraire, l’IBG-DCE a l’avantage de réaliser les
prélévements sur les habitats les plus représentatifs de la station, avec une détermination au genre des
espèces et des prélévements différenciés par type d’habitats.
L’indice IPR ne permet pas non plus de répondre à l’objectif de suivi biologique des travaux de
restauration.
Pour conclure sur le suivi biologique, il ne semble pas pertinent de généraliser la réalisation
d’IBGN, de pêches électriques et plus généralement l’étude des peuplements piscicoles et
d’invertébrés, compte tenus de leurs coûts importants et des difficultés de mise en œuvre pour un
Maître d’ouvrage. Ce type de suivi est à réserver à des sites « vitrines » (projet pilote par exemple)
pour lesquels les moyens financiers peuvent être concentrés ou effectué à l’échelle d’un bassin.
Même en considérant des moyens financiers conséquents, ces suivis présentent l’inconvénient majeur
que leurs pertinence dépend d’une importante chronique de données disponible avant travaux.
Aussi, compte tenu des nombreuses incertitudes que comporte chaque projet entre l’émergence jusqu’à la
réception des travaux, on comprend la grande difficulté de mise en œuvre par les Maîtres d’Ouvrage sans
risque de dépenses inutiles.
Dans tous les types de travaux ayant un impact sur l’hydromorphologie, il apparaît que le suivi des
habitats aquatiques et de l’hydromorphologie est le plus pertinent à mettre en œuvre, avec le
meilleur rapport coûts du suivi / informations obtenues. Ce dernier semble préconisable dans
chaque cas.
Ce type de suivi présente toutefois l’inconvénient de ne pas traduire les éventuelles autres facteurs de
perturbation de la physico-chimie du milieu.
15
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Bibliographie
ONEMA. (Décembre 2010). CarHyCE, CARactérisation HYdromorphologique des Cours d'Eau. Version 1.0.
Aquatiques, U. d. (Avril 2007). Indice Biologique Global DCE Compatible, protocole de prélévement et de traitement
des échantillons des invertébrés pour la mise en oeuvre du programme de surveillance sur cours d'eau.
Baran.P. (Septembre 2012). SUIVIS EFFICACITÉ DISPOSITIFS DE FRANCHISSEMENT PISCICOLE. ONEMA.
BRAUD.S, & ALBERT.A. (juin 2013). Synthèses de connaissances & propositions d'une méthode d'évaluation de
l'impact des ouvrages transversaux sur la continuité sédimentaire des cours d'eau. Version 2.2. DREAL
Centre.
C.GAY. (s.d.). INDICE BIOLOGIQUE GLOBAL NORMALISÉ I.B.G.N, NF - T 90 – 350, GUIDE TECHNIQUE, 2ème
édition. juin 2000: Agence de l'eau.
CHARRAIS.J. (févrirer 2013). Vers la définition du transport solide suffisant en rivière : utilisation d'indicateurs
biologiques ; mémoire de fin d'études. Tours: Université François Rabelais IMACOF.
CLERMONT J., B. T. (2012). Guide technique d'aide aux gestionnaires et propriétaires d'ouvrages hydrauliques.
Publication LOGRAMI.
Descloux.S. (2011). Le colmatage min´eral du lit des cours d’eau : m´etho de d’estimation et effets sur la composition
et la structure des communautés d’invertébrés benthiques et hyporhéiques. LYON I: Agricultural sciences.
Université Claude Bernard.
Emilien Lasne (INRA) & Richard Sabatié (Agrocampus Ouest), U. E. (Décembre 2009). Flux migratoires etindices
d'abondance des populations de lamproies du Scorff, de l'Oir et de la Bresle (Petromyzon marinus, Lampetra
fluviatilis et L. Planeri). ONEMA & INRA.
ENF. (s.d.). Elaboration d'un protocole commun de description de suivi des Anexes Fluviales du programme Loire
Nature. Programme Loire nature, mission scientifique.
FC), D. H. (2000). Protocole d’analyse semi-quantitative des communautés benthiques : le MAG20. TELEOS .
G.GERMIS. (juillet 2013). DESCRIPTION DU PROTOCOLE DE PECHE SELON LA METHODE DES INDICES
D’ABONDANCE DE JUVENILES DE SAUMON. Bretagne Grands Migrateurs.
GERMIS, G. (Juillet 2009). METHODE DE PECHE ELECTRIQUE PAR ECHANTILLONNAGE PAR POINT AU
MARTIN PECHEUR « INDICE D’ABONDANCE ANGUILLE ». Bretagne Grands Migrateurs.
HYACINTHE.F. (2010). Etude des frayères à brochets de l'Eure, recensement, caractérisation et propositions
d'aménagement. Rapport de stage.
Miaud, C. (2005). Méthodes d’inventaire et d’identification des Amphibiens. Université de Savoie, UFR CISM, 73 376
La Bourget du Lac, France.
NAVARRO Lionel (AERMC), P. J. (Septembre 2012). AIDE A LA DEFINITION D’UNE ETUDE DE SUIVI ,
RECOMMANDATIONS POUR DES OPERATIONS DE RESTAURATION DE L’HYDROMORPHOLOGIE DES
COURS D’EAU, Version 2. ONEMA, Les Agences de l'Eau.
PARAIS.F. (janvier 2010). TRAITEMENT ET EXPLOITATION DES DONNEES HYDROBIOLOGIQUES 2007 U
RESEAU DE CONTROLE DE SURVEILLANCE DE BASSE-NORMANDIE,Analyse de l’état écologique en
fonction de différentes approches : circulaires DCE – indice d’équilibre (EqAb) – traits écologiques (EBTR.
DREAL Basse-Normandie, Service des Ressources naturelles, Mer et Paysage (SRMP), Laboratoire
d’Hydrobiologie.
16
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com
Suivi des travaux de restauration en rivière
Roset, J. B. (avril 2006). L'Indice Poisson Rivière (IPR), notice de présentation et d'utilisation. ONEMA.
Triche, E. (septembre 2009). Rapport de stage Master GESMARE 2ème année : L’action de restauration physique
d’un tronçon de cours d’eau peut elle entraîner une augmentation de la diversité biologique et/ou fonctionnelle
des communautés macrobenthiques ? Université Metz Paul Verlaine.
Valette L., C. A. (Mars 2013). Protocole AURAH-CE, AUdit RApide de l'Hydromorphologie des Cours d'EAU :
Méthode de recueil d'informations complémentaires à SYRAH-CE sur le terrain. Version 2.0. Pôle
ONEMA/IRSTEA hydroécologie des cours d'eau.
VAUDOR.L, LAMOUROUX.N, & FORCELLINI.M, O. &. (2014). How sampling influences the statistical power to
detectchanges in abundance: an application to river restoration. ENS de Lyon, Université de Lyon, Lyon,
France: Freshwater Biology.
VIRY.D. (Avril 2013). État de conservation des habitats humides et aquatiques d’intérêt communautaire, Méthode
d’évaluation à l’échelle du site. Rapport d’étude. Version 1. Paris: Service du patrimoine naturel, Muséum
National d’Histoire Naturelle / Office National de l’Eau et des Milieux Aquatiques.
Yorick Reyjol, V. S. (2012). Bioindication :des outils pour évaluer l’état écologique des milieux aquatiques
Perspectives en vue du 2 e cycle DCE – Eaux de surface continentales, Synthèse des journées « DCE et
bioindication » du séminaire « Méthodes d’évaluation de l’état des eaux.
17
Fédération de l’Eure pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique
Immeuble Leipzig, avenue de l’Europe BP 412 27504 Pont-Audemer cedex
Tél. : 02 32 57 10 73 Courriel : [email protected] site : peche27.com