RESTAURATION ÉCOLOGIQUE des MILIEUX ÉRODÉS DE …

RESTAURATION ÉCOLOGIQUE des MILIEUX ÉRODÉS DE MONTAGNE :le cas du Plan Durance

Freddy REY

Unité de recherche Ecosystèmes Montagnards (Grenoble)

Ingénierie écologique

RecherchesEcologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

milieu

Ingénierie écologique

Recherches finalisées

CONTRÔLE DE L’ÉROSION EN MONTAGNE

Ingénierie écologique

Recherchesécologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

milieu

Ingénierie écologique

Recherches finalisées

MILIEUX ÉRODÉS DE MONTAGNE

Pistes de ski - pastoralisme

Berges - talus

Bassins versants torrentiels

Ingénierie écologique

Recherchesécologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

milieu

Ingénierie écologique

Recherches finalisées

PLAN DURANCE

• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation

• 2/ Restaurer les milieux aquatiques

• 3/ Sécuriser et optimiser l’alimentation en eau

• 4/ Assurer une valorisation touristique, culturelle et économique

• 5/ Etablir un partage équitable entre les grands usages

• 6/ Organiser l’action des différents acteurs

6 orientations

45 actions

PLAN DURANCE

• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation

6 orientations

• Contexte : dépôts de sédiments et exhaussements

• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation

6 orientations

• Source du problème : érosion des marnes noires (100 m3/ha/an, soit 1 cm/an)

PLAN DURANCE

• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation

6 orientations

• Solution : lutte contre l’érosion par la végétation et le génie biologique

PLAN DURANCE

• Contrainte : solutions minimales et durables

Action maximale

Action minimale

• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation

6 orientations

PLAN DURANCE

milieu

Ingénierie écologique

Recherchesécologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

Ingénierie écologique

Recherches finalisées

Problématique technique

TempsMilieu érodé Milieu restauré

Restauration écologique

Réhabilitation Pérennisation

CONTRÔLE DE L’ÉROSION EN MONTAGNE

PérennisationRéhabilitation

Problématique technique

TempsMilieu érodé Milieu restauré

Restauration écologique

Réhabilitation Pérennisation

Temps

Rhexistasie BiostasieInfluence de la végétation sur l’érosion

Ecologie de la restauration

Problématique scientifique

Géosciences

CONTRÔLE DE L’ÉROSION EN MONTAGNE

milieu

Ingénierie écologique

Recherchesécologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

Ingénierie écologique

Recherches finalisées

Végétation

régulation hydrologique

fixationdes sols

protectionmécanique

RECHERCHES

Influence de la végétation sur l’érosion

Questions : importance des mécanismes de piégeage ?influence à l’échelle de ravines (surface < 1 ha) ?

piégeagedes sédiments

- Echelles spatiales : couverture végétale suffisante pour piéger tous les matériaux érodés à l’amont d’une ravine :

Pièges à sédiments77 ravines étudiées

Principaux résultats des recherches

Influence de la végétation sur l’érosion

- Piégeage dans les lits des ravines- Recouvrement végétal minimal = 20 %

RECHERCHES

Dynamique végétale & piégeage des sédimentsDynamique érosive

RECHERCHES

Dynamique végétale & piégeage des sédimentsOuvrages de génie biologique

cordons

Atterrissement de sédiments

Questions : dynamique des espèces végétales ?piégeage des sédiments ?

RECHERCHES

Dynamique végétale & piégeage des sédimentsOuvrages de génie biologique

cordons cordons + garnissages

Principaux résultats des recherches

Dynamique végétale

- Développement possible de populations de saules (3 espèces)- Mise en évidence de contraintes pour leur survie

Espèces introduites

100 ouvrages de génie biologique

étudiés

Principaux résultats des recherches

Dynamique végétale

Espèces introduites

Liste des contraintes :

• taille des bassins versants et des ravines

• exposition

• pente du lit

• couverture végétale naturelle

• conditions écologiques

• génie civil

Piégeage des sédimentsPrincipaux résultats des recherches

170 €120 €Coût d’1 ouvrage de 1 m²

0,10 m30,06 m3Sédiments piégés par 1 ouvrage de 1 m² en 1 année

Cordons + garnissages

Cordons

Piégeage des sédimentsPrincipaux résultats des recherches

120 €100 €Coût d’1 ouvrage de 1 m²

0,35 m30,23 m3Sédiments piégés par 1 ouvrage de 1 m² en 1 année

Cordons + garnissages

Cordons

Espèces spontanées

Principaux résultats des recherches

Dynamique végétale (cas des cordons)

05

101520253035404550

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

années

% re

couv

rem

ent d

u lit

R1R2

- Installation de 40 espèces sur les sédiments piégés- Modélisation de la dynamique végétale

Liens : traits des espèces – efficacité pour la protection contre l’érosion

protectionmécanique

(feuillage)

piégeagedes sédiments

(feuillage)

Végétation

régulation hydrologique

(feuillage + racines)

fixationdes sols (racines)

traits fonctionnels protection contre l’érosion

Question : quelle efficacité des communautés végétales pour la protection contre l’érosion ?

RECHERCHES

milieu

Ingénierie écologique

Recherchesécologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

Ingénierie écologique

Recherches finalisées

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Guide de génie biologique

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Guide de génie biologique

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Guide de génie biologique

Forêt domaniale (S> 100 ha)

Bassin versant (1<S<100 ha)

Ravine (S<1 ha)

Détermination des bassins versants prioritaires :

Critères : Enjeux socio-économiques

Détermination des ravines prioritaires :

Critères : Erodabilité des terrains et

Présence d’une végétation naturelle

Interventions minimales :

Végétalisation du lit uniquement

(20 % de la ravine)

Règles d’intervention :

Règles d’intervention :

Lits principaux génie civil

Ravines génie biologique

Position sur la ravine lit berge

Ouvrages à utiliser cordons + garnissages sur fascines garnissages

Forêt domaniale (S> 100 ha)

Bassin versant (1<S<100 ha)

Ravine (S<1 ha)

Détermination des bassins versants prioritaires :

Critères : Enjeux socio-économiques

Détermination des ravines prioritaires :

Critères : Erodabilité des terrains et

Présence d’une végétation naturelle

Interventions minimales :

Végétalisation du lit uniquement

(20 % de la ravine)

Règles d’intervention :

Règles d’intervention :

Lits principaux génie civil

Ravines génie biologique

Position sur la ravine lit berge

Ouvrages à utiliser cordons + garnissages sur fascines garnissages

Evolution au cours du temps de la quantité annuelle (m3) de sédiments produits par une ravine Dynamique végétalisationSurface ravine (m2) 10000 Moyenne 10longueur lit dont pente < 40% (m) 400 Ecart-type 4Pente en long (%) 30%Pente en travers (%) 70% Dynamique

0 0,00620967Vitesse érosion cm/an 1 5 0,10564977Hauteur initiale de la fascine (cm) 70 10 0,5Hauteur de stockage annuelle (cm) 10 15 0,89435023Pourcentage max d'extinction 90% 20 0,99379033

25 0,99991158Taux actualisation 5,0% 30 0,99999971Prix m3 sédiment 15 35 1Prix fascine 100 40 1

45 1nbre facsines 80 50 1distance entre fascines (m) 5,0

Dépense 8 000 €Recettes 22 079 €Bénéfice 14 079 €Bénéfice / fascine 176 €Vol stocké sur 10 ans 587Vol stocké sur 10 ans/fascine 7,3% extinction sur 10 ans 90%

Volume annuel

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

années

m3

Abs

Vég. Nat

Regarni

0

0,25

0,5

0,75

1

0 10 20 30 40

Végétalisation naturelle

Modèle logicielbassins versants torrentiels, échelle ravine : Simulfascines

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Dimensionnement des ouvrages et estimation de rapports coûts-avantages

Modèle logicielbassins versants torrentiels, échelle ouvrage : Tlaloc

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Dynamique végétale naturelle (colonisation)

Modèle logicielbassins versants torrentiels, échelle bassin versant : ETC

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Calcul des débits solides et liquides à l’exutoire du bassin versant

Ruissellement Débit liquide

Pluie

Apports de matériaux Débit solideStocks

Versants Lits

Ruissellement Débit liquide

Pluie

Apports de matériaux Débit solideStocks

Versants Lits

Mathys N., Brochot S., Meunier M., Richard D. 2003. Catena.

INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE

Transfert et expertise

Ingénierie écologique

Recherchesécologie & géosciences

problématique scientifique

méthodes et outilstransfert et expertise

Dégradation

Restauration écologique

problématique technico-socio-éco

milieu

Ingénierie écologique

Recherches finalisées