Après avoir réalisé l’analyse croisée des besoins des territoires et de l’état des lieux des connaissances et outils disponibles début 2011, le Creseb a organisé une première journée d’échange entre acteurs de la gestion intégrée de l’eau et acteurs scientifiques sur la thématique des Débits Minimums Biologiques (DMB). Cette journée avait pour objectif de présenter les travaux scientifiques et les expériences de territoires bretons quant à l’utilisation des outils DMB.
Table of Contents
Dans le cadre des réflexions au sein des CLE sur la gestion quantitative de la ressource en eau et de ses interactions avec les besoins des milieux aquatiques, des questions sur les Débits Minimums Biologiques (DMB) ont émergé. En 2011, le Creseb a été interpellé sur cette question : Dans différents contextes bretons, quelle utilisation et quelle compréhension des outils existants permettent d’évaluer les conditions nécessaires au développement de l’écosystème aquatique (cas du Débit Minimum Biologique) ?
Objectifs de la journée
Suite à des échanges avec les territoires et les scientifiques, la question de départ a été déclinée en sous-questions plus précises et le Creseb a réalisé un premier état des lieux des connaissances scientifiques et outils disponibles permettant d’apporter des éléments de réponses aux acteurs de la gestion intégrée de l’eau. L’objectif de cette première journée d’échange est donc de :
- Partager les sous-questions et valider le périmètre de travail
- Faire le point sur les connaissances et outils existants identifiés
- Définir les compléments éventuels à apporter à l’état des lieux et à l’analyse ou valider l’état des lieux de l’existant
- Définir les transferts utiles à élaborer : quelles connaissances transférer ? Par quel moyen (quel outil) ? Selon quel mode de diffusion ?
Partager les questions et besoins des territoires
Afin de partager les questions et les besoins des territoires, 6 animateurs de SAGE ont présenté leur territoire, le contexte des études engagées sur les DMB, les méthodes utilisées, les résultats obtenus et les difficultés rencontrées. (SAGE Elorn – Philippe Masquelier, SAGE Aulne – Nathalie Bernard, SAGE Odet – Anne-Sophie Blanchard, SAGE Vilaine – Flore Salaun, SAGE Rance aval – Xavier Laurent, SAGE Elle-Isole-Laïta – Romain Suaudeau)
Le détail des présentations est disponible dans le Compte rendu détaillé des interventions et des échanges, p.6., et un compte rendu des échanges autour de l’analyse des besoins des territoires est disponible p.10.
La gestion quantitative en période d’étiage constitue l’enjeu majeur du SAGE avec les inondations. Le milieu aquatique, les zones humides et la qualité de l’eau constituent les autres enjeux. Bien que la qualité de l’eau soit relativement bonne, elle reste encore à améliorer avec notamment un enjeu important pour l’estuaire relatif aux aspects bactériologiques en lien avec les usages.
Synthèse de l’intervention disponible dans le Compte rendu détaillé des interventions et des échanges, p.6.
Apporter des premiers éléments de réponse
L’analyse des besoins réalisées par le Creseb en lien avec les scientifiques et les acteurs de territoire, ainsi que les premiers résultats de l’état des lieux des connaissances scientifiques et outils disponibles ont été présentés aux participants afin d’être complétés et validés.
L’état des lieux réalisé a déjà permis de mettre en exergue l’existence d’un grand nombre de documents sur les DMB (guides, circulaire récente sur les débits réservés, …).
Les échanges confirment que le contenu des documents analysés mettent en exergue l’importance de la compréhension des enjeux (équilibrer la relation aux milieux entre les usages et préservation) et de la définition d’objectifs (quantitatifs ou qualitatifs) sur le territoire pour les cours d’eau en amont du lancement de calculs de DMB.
Le détail de la présentation de l’état des lieux des connaissances scientifiques et outils disponibles est disponible dans le Compte rendu détaillé des interventions et des échanges, p.13.
Le cycle hydrologique
La connaissance de l’hydrologie constitue une étape importante dans la réflexion conduite sur les débits minimums en période d’étiage à l’échelle d’un bassin versant. Pour appréhender la gestion quantitative de la ressource tout en intégrant la préservation des milieux et la biologie, il faut considérer les débits nécessaires pour assurer le bon fonctionnement écologique des hydrosystèmes et les volumes pouvant être mobilisés pour satisfaire les usages. La connaissance de l’hydrologie actuelle et naturelle (non influencée) d’un bassin versant constitue un des premiers piliers.
Synthèse de l’intervention disponible dans le Compte rendu détaillé des interventions et des échanges, p.15.
Débits minimums biologiques et modèles d’habitat
L’objet de la présentation vise à exposer les méthodes existantes permettant de déterminer un Débit Minimum Biologique en se focalisant sur la méthode des micro-habitats. Elle revient également sur la nécessité d’une approche globale, qui replace l’utilisation des outils de détermination des DMB dans un déroulé général.
Synthèse de l’intervention disponible dans le Compte rendu détaillé des interventions et des échanges, p.18.
Questions/réponses entre les participants
Mise en oeuvre technique des méthodes de micro-habitat
- Comment doit s’opérer le choix de la station étudiée dans le tronçon ? Quelle est la représentativité de la station dans le tronçon ? Certains tronçons de cours d’eau peuvent être constitués de zones de plat entrecoupées de zones de radier présentant chacun un potentiel d’habitat intéressant pour le saumon. Comment opérer le choix de la station sachant que l’impact du débit ne sera pas le même sur l’habitat au droit des zones de plat et au droit des zones de radier ? (remarque : cette question ne se pose pas (ou moins) dans le cas d’un ouvrage ponctuel.)
Réponse [Philippe Baran – ONEMA] :
Dans le cadre de l’utilisation de l’outil Evha, les stations et les faciès sélectionnés doivent être contigus afin de pouvoir opérer la modélisation hydraulique. Il n’est pas possible de considérer 1 radier, puis de considérer uniquement le radier suivant s’ils sont éloignés. Dans ce cas, une station sera représentée par 2 ou 3 séquences de faciès radiers ou plats.
Si on considère qu’il existe des espèces inféodées aux radiers, et évaluer l’impact du débit sur l’habitat au droit de ces radiers qui vont être plus pénalisés (que les plats) durant les périodes d’étiages, il est possible de se focaliser avec l’outil Evha sur les transects des radiers. La question qui se pose en amont est de connaître le contexte d’utilisation de l’outil afin d’identifier le plus adapté : dans le cas cité, l’outil Evha semble être le plus pertinent (par rapport à l’outil Estimhab).
- Est-ce que la méthode Evha autorise que l’on prenne une station où il n’y a pas de radiers ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA] :
L’utilisation de l’outil Evha qui intègre un modèle hydraulique impose une section de calage en aval avec un delta de ligne d’eau à l’étiage entre l’amont et l’aval, ce qui n’est pas le cas dans un plat. Cela impose donc que la station considérée comporte un radier avec un delta de hauteur d’eau significatif en période d’étiage.
- L’optimum d’habitat pour une espèce peut-il se trouver à des valeurs < 10 % du module ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA] :- Cette situation est extrêmement rare en hydrologie naturelle,
- Elle peut être rencontrée dans une hydrologie modifiée.
Les méthodes de micro-habitat pour déterminer un débit minimum en période d’étiage (échelle BV)
- Quels sont les déterminants à prendre en compte pour construire une étude visant à estimer les débits minimaux nécessaires au fonctionnement écologique des cours d’eau ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA] :
Une note a été élaborée dans le cadre des travaux conduits par l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse (ARMC) : « proposition de démarche pour l’évaluation des débits biologiques minimaux des cours d’eau à inscrire dans les études sur les volumes prélevables » qui propose une démarche présentant notamment l’ensemble des éléments à considérer en amont du lancement d’une étude de DMB :- la connaissance du contexte avec un certain nombre de données à recueillir ou acquérir :
- le niveau de pollution actuel des eaux,
- la morphologie du cours d’eau, la température de l’eau (est-on en situation de morphologie modifiée),
- la présence de végétation sur les rives,
- la connaissance de l’hydrologie,
- la connaissance des besoins en eau du point de vue socio-économique (approche de la situation actuelle et approche prospective).
- le bilan et/ou la définition des objectifs environnementaux : ce bilan permet d’apprécier l’écart entre l’état écologique actuel et l’objectif de bon état écologique. Il s’agit de faire ressortir le ou les éléments qui posent problème (thermie, morphologie,…) et de considérer dans quelle mesure des modifications de la gestion hydrologique sont susceptibles d’améliorer la situation
- le définition d’objectifs de débits/régimes hydrologiques avec notamment une identification d’un certain nombre de « sites » de cours d’eau au sein du sous-bassin sur lequel seront conduites les évaluations de débits biologiques minimaux puis une évaluation des débits nécessaires au maintien des habitats potentiels d’espèces repères correspondant au type écologique des tronçons.
L’ensemble de ces éléments/déterminants doit être approuvé collectivement au sein de la CLE
- la connaissance du contexte avec un certain nombre de données à recueillir ou acquérir :
- Dans le cadre de l’utilisation de la méthode des micro-habitats à l’échelle d’un bassin versant, est-il pertinent de considérer des espèces cibles différentes (saumon et truite dans le cas de l’Elle-Isole-Laita) ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA]:
Une certaine cohérence est nécessaire notamment en raison de la communication ultérieure sur les résultats de l’étude. Le choix des espèces et du stade de développement doit être justifié. Au droit de différents tronçons, 2 espèces peuvent être éventuellement conservées mais il convient de le justifier. - Est-ce qu’il est pertinent de déterminer des DMB à l’aide des méthodes de micro habitat a priori à l’échelle d’un SAGE, d’un bassin versant sur des points de référence pré identifiés ? Est-ce que les outils disponibles aujourd’hui permettent de faire le travail ? Un tel usage des méthodes de micro-habitats entre-t-il dans leur domaine d’application ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA]:
Initialement, ces méthodes ont été développées pour aider à la fixation des débits réservés (seuils réglementaires) dans un cadre réglementaire d’usage de l’eau, notamment de dérivation hydro-électrique, dans des tronçons bien caractérisés.
Pour autant, la question se pose quant à l’adaptation de ces méthodes comme outil d’aide à la gestion globale de l’eau d’un bassin versant en période d’étiage.
Dans le cadre de l’étude « volumes prélevables » sur le bassin RM&C, les méthodes d’habitats ont été préconisées et donc largement utilisées à l’échelle de bassins versants / tronçons de cours d’eau.
L’utilisation de l’outil pour aider à la gestion globale à l’échelle d’un bassin versant (ou d’un sous bassin-versant) ne va pas être simple. En effet, les résultats peuvent différer d’un tronçon à l’autre (l’amont du cours d’eau peut réagir différemment de l’aval du cours d’eau, certains débits minimums peuvent être plus pénalisants en amont qu’en aval ou inversement) rendant complexe la compilation des résultats obtenus sur les différents tronçons.
Il pourrait être plus pertinent de définir par tronçon des scénarios présentant les situations actuelles et futures puis d’évaluer l’impact sur la biologie du cours d’eau au niveau de ce tronçon.
L’établissement d’une valeur de référence (débit minium biologique) à l’échelle d’un bassin versant va être complexe à établir. D’autant plus qu’il est complexe de positionner le DMB sur les courbes de SPU (surface pondérée utile).
- La méthode des micro-habitats permettant de fixer des débits minimums en période d’étiage à l’échelle d’un bassin versant a-t-elle été utilisée sur d’autres territoires en France ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA]:
Hormis sur le bassin RM&C dans le cadre de l’étude « volumes prélevables », ce type de méthode est intégré à l’étude de scénarios actuels / prospectifs (orientation actuelle). Enfin, sur certains territoires de SAGE, la méthode des micro-habitats est utilisée au droit de tronçons avec des problématiques particulières (court-circuit par l’hydroélectricité notamment)
Adaptation des méthodes de micro-habitat dans le contexte breton
- Les méthodes de micro-habitat sont-elles adaptées au contexte hydrologique breton ? Si oui, quelles en sont les limites ? Notamment les courbes de préférendum des poissons sont-elles adaptées au contexte breton ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA]:
La méthode des micro-habitats est adaptée à tous les contextes hors limite de pente de cours d’eau (les cours d’eau bretons sont peu ou pas concernés par ce cas de figure) ou de dégradations de la morphologie (vous en avez un certain nombre). Concernant les cours d’eau peu ou pas modifiés, la méthode est adaptée.
Concernant les aspects hydrauliques, la modélisation peut être complexe dans le cas de cours d’eau à tresses, ce qui n’est pas le cas le plus fréquent en Bretagne [voir document de synthèse ci dessous]
Concernant les courbes de préférence d’habitat, notamment pour ce qui concerne le saumon, il convient de poser la question à des experts piscicoles quant à la pertinence dans le contexte breton des courbes issues de la synthèse réalisée par le Cemagref et du découpage des stades de développement proposés.
Il est possible d’entrer de nouvelles courbes adaptées au contexte dans l’outil Evha, ce qui n’est pas le cas pour l’outil Estimhab (verrouillé). Ainsi, afin de prendre en compte les spécificités locales, il convient de travailler avec l’outil Evha en s’interrogeant en amont sur la pertinence des courbes d’habitat disponibles. Concernant la truite, la pertinence des courbes proposées doit être évaluée notamment pour le stade adulte (poissons de taille supérieure à 25 cm).
Détermination des DMB pour les cours d’eau fortement modifiés
- Les outils de calcul du DMB ne sont pas adaptés aux cours d’eau fortement modifiés (morphologie dégradée), ce qui est le cas notamment sur le Bassin de la Vilaine avec des ouvrages hydrauliques problématiques pour la continuité écologique et entraînant des taux d’étagement importants. Ainsi, est-ce plus pertinent d’agir en premier sur la morphologie et la continuité écologique, puis de calculer les DMB ? Est-ce pertinent dans l’état actuel de nos cours d’eau de vouloir calculer des DMB ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA]:- Concernant les cours d’eau avec des taux d’étagement importants, les méthodes des micro-habitats ne peuvent pas être utilisées pour analyser les zones soumises aux effets de seuils. La question de débits minimum peut se poser en considérant d’éventuels taux de renouvellement des masses d’eau en lien avec leur réchauffement ou leur qualité physico-chimique.
- Concernant les cours d’eau recalibrés (lotiques mais très recalibrés), le calage du modèle hydraulique est complexe, cependant il est possible d’identifier quelques stations représentatives et de s’intéresser à l’évolution des habitats des espèces pour 2 ou 3 débits. Un autre critère pouvant être considéré pour la détermination des débits minimum est la connectivité aux berges. En étiage, une forme de déconnexion aux berges, au chevelu racinaire, aux sous-berges qui constituent des habitats importants pour les espèces, peut être observée. Il est possible d’évaluer la valeur de débit / de tirant d’eau à partir de laquelle la perte de connectivité peut être observée. D’autres critères morphologiques peuvent également être considérés pour aider au choix du débit minimum.
Utilisation des méthodes de détermination des DMB pour fixer les DOE
- Comment est intégrée/comment intégrer la valeur milieu dans la détermination des Débits d’Objectif Etiage (DOE) définis au droit des points nodaux ? Comment peuvent être utilisées les méthodes de micro-habitat pour déterminer les DOE ? Quels liens entre le DOE et le DMB ?
Réponse [Philippe Baran – ONEMA]:
Dans le cadre de l’étude « volumes prélevables » sur le bassin RM&C, une réflexion est engagée afin d’intégrer les aspects biologiques dans la détermination des DOE.
Concernant les points nodaux, il s’agit de points identifiés sur la base de considérations hydrologiques [Leur localisation s’appuie sur des critères de cohérence hydrographique, écosystémique, hydrogéologique et socio-économique]. Ces points ne correspondent pas systématiquement à des points transcrivant une sensibilité d’habitat.
Pour autant, les DOE et débits de crises doivent au départ s’appuyer sur la connaissance de l’hydrologie naturelle du cours d’eau et des niveaux de prélèvements actuels afin de définir des seuils dans le respect de la fréquence de retour d’étiage et de durée. Une fois que ces débits sont fixés, il peut être pertinent en certains points représentatifs pour l’enjeu de vérifier ce qui se passe en terme d’habitat d’espèces. La méthode des micro-habitats interviendrait dans une phase ultérieure de vérification.
Extrait de la Synthèse des Questions/Réponses relatives à l’utilisation des modèles d’habitats dans le bassin RM&C
La démarche de détermination d’un débit ou d’un régime minimum biologique doit prendre en compte un ensemble de critères, parmi lesquels peuvent se trouver les résultats de modèles d’habitat. L’utilisation de modèles d’habitats doit s’inscrire dans une démarche experte plus générale, il est donc important de préciser à quel moment de la réflexion intervient le modèle d’habitat et comment peuvent être utilisés les résultats]
Etude de détermination des volumes maximums prélevables
L’expérience de détermination des « volumes maximum prélevables » de l’Agence de l’Eau RM&C, dont l’objectif est d’étudier un retour à l’équilibre entre prélèvements en eau et besoins des milieux en période d’étiage sur des bassins en déficit quantitatif, met en œuvre une démarche globale intéressante à examiner. Cette présentation propose un retour sur cette expérience, permettant notamment de mettre en exergue les erreurs commises et les moyens mis en œuvre pour y remédier.
Synthèse de l’intervention disponible dans le Compte rendu détaillé des interventions et des échanges, p.26
Questions/réponses entre les participants
Utilisation de la démarche AE RM&C comme outil de gestion de la ressource
- La démarche mise en oeuvre sur le bassin RM&C va permettre de déterminer des volumes prélevables mais est-il prévu de s’en servir comme outil de gestion quantitatif sur le bassin versant ? Les débits déterminés vont être utilisés comme DOE ? Travaillez-vous en ce sens avec les services de l’Etat ? Comment ?
Réponse [C. Floury – AE RM&C]:
La première utilisation des résultats issus des ces études vise à réviser des autorisations de prélèvements. Les services de l’Etat réfléchissent actuellement pour savoir comment vont être utilisés ces résultats dans le cadre de la révision des seuils de gestion des crises en période d’étiage.
Démarche AE RM&C et démarches en Bretagne
- Quelle cohérence entre la démarche proposée par l’AE RM&C et les approches conduites sur les territoires de SAGE en Bretagne ?
- Des études « Bilan/Besoins/ Ressources » sont réalisées sur certains territoires bretons qui sont moins poussées que la démarche « volumes maximums prélevables » engagée sur le bassin RM. Pourquoi ne pas engager ce type d’étude qui permettrait d’apporter des éléments complémentaires notamment pour la fixation de seuils réglementaires et l’autorisation / révision des prélèvements à l’échelle d’un territoire ?
- Une question importante à se poser au préalable est de savoir ce que la CLE souhaite faire : réglementer les usages ? dimensionner les prélèvements ? Et cela avant d’engager des études de type micro-habitat.
- Quelle utilisation possible de l’étude « volumes maximums prélevables » dans le cadre de l’élaboration d’un SAGE en Bretagne ? Les débits d’objectifs d’étiage (DOE) et les volumes prélevables peuvent figurer au PAGD du SAGE, cela oblige les décisions dans le domaine de l’eau (par exemple les autorisations de prélèvement) à être compatibles avec ces valeurs. Quand au règlement, il peut permettre d’affecter à chaque catégorie d’usager, un pourcentage du volume prélevable. Cette répartition n’est pas issue de l’étude mais bien de la concertation qui aura lieu après, au sein de la CLE.
- Comment utiliser les résultats des études réalisées sur le territoire breton ?
- Au niveau du territoire du SAGE de l’Odet, dans le cadre de l’étude «Bilan/ Besoins/ Ressources» en eau, la méthode des micro-habitats a été utilisée en 3 points afin de déterminer des DMB : au droit de la prise d’eau potable et au droit de 2 points nodaux. L’objectif visé était de savoir si l’actuelle valeur seuil correspondant au 10ème du module était cohérente avec les besoins biologiques du milieu. Les résultats obtenus ont mis en exergue un décalage important entre les valeurs calculées via la méthode des micro-habitats et le 10ème du module. La question qui se pose actuellement est de savoir ce que la CLE fait de ces résultats ?
Pré-requis pour lancer une étude de micro-habitat
En amont du lancement d’une étude de micro-habitat, il est nécessaire de se fixer des objectifs. Les choix des espèces, la sélection des stations et l’interprétation des résultats (courbes) sera fonction de ces objectifs : s’il s’agit d’un débit réservé sur toute l’année, les préoccupations sont différentes en situation d’étiage, si on s’intéresse aux saumons juvéniles en période estivale, certains habitats vont être les plus pertinents ; si les habitats les plus sensibles ne représentent que 3% du linéaire du cours d’eau, il faut s’intéresser à ce tronçon. La lecture d’études réalisées en Bretagne conduit Philippe Baran à s’interroger sur le bon usage des méthodes de micro-habitat conduisant à une interprétation des résultats erronée. Ces méthodes sont adaptées au contexte breton dès lors qu’elles sont correctement mises en oeuvre.
Conclusions et suites à donner
Les échanges lors de la réunion du 11 octobre 2011 et l’analyse croisée des besoins, d’une part et des connaissances et outils
disponibles, d’autre part ont montré :
- qu’il existe des confusions sur les outils associés au DMB (méthodes micro-habitats) et leur cadre d’utilisation,
- qu’il est nécessaire d’avoir un questionnement préalable sur : mais au fond, pourquoi faire un DMB ? Dans quelle réflexion locale cela s’insère-t-il ?
En effet, les méthodes micro-habitats peuvent être utilisées selon 2 approches :
- sur un ouvrage : pour définir un débit à réserver à l’aval ou au droit d’un ouvrage (démarche obligatoire),
- sur un bassin complet : pour appréhender la gestion quantitative de la ressource, tout en intégrant la préservation des milieux.
Sur le 1er point, les éléments disponibles peuvent être immédiatement mobilisés par les territoires, des transferts directs peuvent donc d’ores et déjà être organisés.
Sur le 2ème point, les connaissances et les outils existent mais la démarche globale pour appréhender la gestion quantitative de la ressource doit être mieux formalisée. Cette démarche est à mettre en regard d’un enjeu fort pour les CLE : la conciliation des usages, tout en préservant la qualité biologique des cours d’eau, et notamment en période d’étiage, et cela même pour les portions de cours d’eau ne présentant pas d’ouvrage. Il a été proposé de mener des travaux collaboratifs sur des territoires pilotes afin de formaliser la démarche globale permettant d’appréhender la gestion quantitative de la ressource tout en intégrant la préservation des milieux.
Ressources disponibles
Depuis sa création le Creseb est interpellé sur la question de la gestion quantitative de la ressource en eau en lien avec les milieux aquatiques.
Le Creseb accompagne des projets de recherche sur cette thématique, organise régulièrement des journées d’échanges avec les scientifiques et les acteurs de la gestion intégrée de l’eau. De nombreuses ressources documentaires sont également référencées sur son site.
