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Cours 3 : Dispositifs (2)
Dispositifs dans et sur les bords du lit
existant – Renaturation instream
23-24 juin 2015
Programme de la journée
Problématique
Renaturation instream : dans quel but ?
Quels sont les besoins des poissons ?
Dispositifs pour une valorisation
écologique
Résumé
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Som
mai
re
Problématique
15 000 km des cours d'eau suisses sont dans un état éco-morphologique dégradé (dans l'ensemble : 25 % ; au-dessous de 600 m d'alt. : 46 %)
4 000 km devront être valorisés par une renaturation «profonde» dans les 80 prochaines années
Comment peut-on déjà améliorer la situation à court et moyen terme ?
Comment traiter les cours d'eau qui ne bénéficieront pas d'une renaturation ?
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Renaturation : «Rétablissement des fonctions naturelles d'un cours d'eau non
souterrain artificiel, corrigé, couvert ou canalisé au moyen de mesures d'aménagement. » (Göggel 2012)
Pro
blé
mat
iqu
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Renaturation instream : dans
quel but ? Renaturation instream : valorisation peu coûteuse dans et sur les
bords d'un cours d'eau («dispositif low-cost»)
Dans quel but ? La diversité de la colonisation des cours d'eau sera en grande partie déterminée par les
structures disponibles à grande échelle. Seul un réseau de cours d'eau moyen régional (écomorphologie cours 2 et 3) permet de constater un lien plus fort entre les structures locales et la colonisation d'un milieu.
Les meilleures chances de réussite des projets de renaturation de grande envergure concernent les réseaux de cours d'eau moyens à l'échelle régionale
La renaturation instream ne bénéficie pas uniquement au tronçon valorisé : elle favorise en même temps une amélioration significative des chances de réussite des dispositifs coûteux de renaturation
Améliorations à court et long terme possibles
Objectif : valorisation la plus généralisée possible souvent au moyen d'éléments de construction étonnamment simples et peu coûteux.
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Source : Tent 2006
Chaque besoin doit être comblé :
c'est le strict minimum !
Quels sont les besoins des
poissons ?
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s d
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me
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Eau propre
Courant fort
Oxygène
Liberté de mouvement
Frayères adaptées
Température de l’eau
Nourriture
Caches
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Quels sont les besoins des poissons ?
Exactement ça ! Pourtant...
... aujourd'hui, les cours d'eau disposent encore rarement
d'autant de place.
Be
soin
s d
es
org
anis
me
s aq
uat
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Les courbes sontsexy !
La Wutach à Waldshut-Tiengen avant valorisation (oct. 2009) : courant monotone
Photo : E. Linsin
Écoulement dynamique sur épi (déc. 2009) :
Photo : E. Linsin
Courant : cause principale des évolutions morphologiques
Écoulement dynamique : variations de profondeur + orientation du substrat
Courants forts / Écoulement dynamique
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Malgré un espace étroit, les courbes sont très nombreuses !
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Innendorfbach, commune de Grosswangen, LU : état initial
Innerdorfbach : Épis, aplanissement des berges
N'oublions pas les petits cours d'eau !
Photo : E. Gassmann
Photo : E. Gassmann
Source : Madsen & Tent 2000
Les épis permettent à la foisde stabiliser et de structurer
Courants forts / Écoulement dynamique
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Souche avec racines Source : The River – Basin Kids eNewspaper
Épi (pieux morts)
Courants forts / Écoulement dynamique
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Épis avec pieux morts
Biseauter si nécessaire
Profondeur d’ancrage ~200 m
Au besoin, pratiquer une tranchée pour l’installation
Souche et racines
Photo : Jörg Schneider
Souche avec racines : Illustration et
placement
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Légende : le tronc est entièrement enterré dans le lit
Fond
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Souche avec racines
Souche avec racines : Matériau
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Souche avec racines
• Mise en place sur du gravier : 2 pelleteuses pour 30 minutescoûts bruts : env. CHF 250.-
• Mise en place sur de la roche : 2 pelleteuses + 1 fraise pour 2 heures coûts bruts : env. CHF 1 200.-
Souche avec racines : Mise en place
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Souche avec racines
Souche avec racines : «Impressions»
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Souche avec racines
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Souche avec racines : Courants forts /
Écoulement dynamique
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Loi sur la prot. des eaux rév. : Priorité au rétablissement de la circulation des poissons dans toutes les zones près des centrales électriques bloquant la migration ! Possibilité pour les plus petits obstacles migratoires : combinaison avec des épis en escargot
env. 100 000 obstacles
migratoires (h > 50 cm) en
Suisse !
Photos : E. Linsin
Liberté de migration
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Température de l'eau : le paramètre essentiel le plus souvent oublié !
À quoi ressemblent nos cours d'eau à l'état naturel ? Fraîcheur en été, douceur en hiver Important : ombrage grâce au boisement des berges
ou aux forêts alluviales
Température de l'eau, teneur en oxygène
et ombrage
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Ombrage : À quoi devraient ressembler
les cours d'eau de notre Plateau ?
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La Schwarzwasser près de Lanzenhäusern Ça ?
ou ça ?
Fonctions du boisement des berges
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Point de rencontre des couples Aulne
Frêne
Ombrage
Moins de plantes aquatiques = moins d’obstacles dans le
courant
Réchauffement de l’eau limité en été = bonne oxygénation Effet tampon avec les champs
= moins de déchets ou de poisons rejetés
Stabilisation des berges
Plus de caches pour les espèces de rivière photophobes
Apport de matières organiques
Bois mort à coloniser
Feuillage = alimentation des détritiphages
(modifié d’après : Böttiger, K. (1990), in Woydich, K. (1994) : fonction écologique des berges boisées dans l’environnement naturel d’un cours d’eau, Info-Brief Bachpaten
Exemple : petite Emme,
à Littau, 2003
Préférence de
température de la truite
de rivière : 4 – 17 °C
> 19° C : difficultés
7 jours > 22 °C : mort
Source : Madsen & Tent 2000
Conséquences de l'absence d'ombrage
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Les colonnes représentent la biomasse de plantes aquatiques
Plantes aquatiques (matière sèche par mètre carré)
290 g/m² 60 g/m² 10 g/m²Ombrage 0-10 % Ombrage 59-66 % Ombrage 87 %
Dispositifs :
• Mise en place d'un boisement de berges sur de longues distances avec des espèces indigènes
Même les cours d'eau les plus larges en profitent !
Ajustement aux changements climatiques
Rétablissement de lumière et de température
de l'eau proches de l'état naturel
Tent 2005
Photo : www.sswc.org
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Petits ruisseaux et rivières
Env. 80 % de l’espace
Rivières plus importantes
Env. 20% du bassin hydrologique
Préférer autant que possible les méthodes de construction du génie biologique aux constructions en dur !
Rétablissement de lumière et de température
de l'eau proches de l'état naturel
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État initial
Construction du dispositif BMU
Dispositif en place
2 ans après la construction
Photos : W. Schütz
L'empierrement régulier peut lui aussi se parer de vert
Rétablissement de lumière et de température
de l'eau proches de l'état naturel
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état initial
Photos : W. Schütz
Construction BMU
2 ans après la construction
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• Base de la chaîne alimentaire : Feuillage du boisement des berges
• Problème : les feuilles ne restent souvent pas assez longtemps sur place
• Élément de construction : système de rétention des feuilles (p. ex. souche avec racines, épis avec pieux morts, râteaux simples)
Photos : L. Tent
www.fischereiverein-friesoythe.de
Nourriture
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www.fischereiverein-friesoythe.de
Nourriture
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0,5 m
0,7 m
0,5 m
0,7 m
Des dispositifs bien pensés génèrent des améliorations significatives !
Photo : N. Werdenberg
Source : The River –
Basin Kids eNewspaper
Caches
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Caches
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Souche avec racines
précédée d'une mouille
Fascines (photo : Jüre Knörr)
Caches : Embâcles
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Guide to Placement of Wood, Boulders and
Gravel for Habitat Restoration
January 1, 2010 Please Note: This is a final draft, minor changes and revisions may occur.
Figure 3. Panel A is single log placed between two standing trees to create a pivot and lock
point. Panel B is an X pattern where the weight of the top log pins the bottom log to reduce
the movement. Not shown is coarse wood (CW) or limbs that will create better habitat
FLOW FLOW
A B
Notez bien : «Wood is good!»
Des frayères adaptées
Prérequis essentiel : charriage intact améliorations significatives grâce à la loi révisée sur la protection des eaux
Autres prérequis : granulométrie adaptée, bon drainage interstitiel, zones à courant faible / caches à proximité de la frayère, etc.
Améliorations significatives grâce aux éléments de construction présentés
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Situation des frayères et dépôts de
gravier en cas de charriage perturbé
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Source : Hanfland et al. 2010
MouilleBancs de gravier
Aire de frai :Vitesse d’écoulement : 0,3 – 1 m/sProfondeur : 0,1 – 1 m
Mouille
Pente
Descente : 0,3 – 0,6 %
Banc de gravier :Granul. : 8-63 mm Sédiment fin : < 10 %
Gravier lavé ou apporté : 0,3 – 1 m
Lit intact
Frayère artificielle
Frayère artificielle
Frayère artificielle
Structure de seuil en pierre(permet de stabiliser le lit en
gravier)
Structure pour retenir naturellement le processus d’affouillement et d’étalement
Eau de retenue(aucune structure nécessaire)
Structure en bois mort(utilisé lorsque la source naturelle
de gravier n’existe plus, mais que le lit est stable)
Affouillement
Situation des frayères et dépôts de charriage
en cas de charriage perturbé
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Matériaux adaptés :
• Gravier : Ø 16/32 + 32/64 mm (rapport 1:1) ou mélange de gravier de carrière
• Matériau érodé (pas de pierres saillantes : risque de blessures !)
• Apport partiel de sédiments fins (< 1 mm) < 12 %, pas de matières organiques
Attention : on ne reçoit pas toujours ce que l'on a commandé : contrôlez les matériaux !
Dépôts de gravier (photo : Ludwig Tent)
Foto: www.reckenholz.ch/doc/de/forsch/umwelt/boden/bodenschu.html Source : Tent 2002
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Assainissement de l'eau Qualité biologique des eaux : Amélioration nette suite aux grands efforts d'épuration
des eaux usées
Aujourd'hui, rejets majoritairement diffus (y compris des sédiments fins), part. par l'agriculture
Amélioration attendue par l'utilisation de zonages pour les espaces des cours d'eau
Encourager l'augmentation des systèmes d'auto-épuration en plus de la diminution des rejets !
Cours d’eau trop large et non turbulent
Cours d’eau rétréci et dynamique
Bibliographie
Alp M., Karpati T., Werth S., Gostner W., Scheidegger C., Peter A. (2011): Erhaltung und Förderung der Biodiversität von Fliessgewässern. Wasser Energie Luft, Jg. 103, Nr. 3, 216 - 223.
Breyer, P. M. (2012): Skalenabhängiger Einfluss der Gewässerstrukturgüte auf die ökologische Qualität des Makrozoobenthos. Masterarbeit an der Universität Koblenz-Landau.
Gebler R.-J. (2005): Entwicklung naturnaher Bäche und Flüsse - Grundlagen und Beispiele aus der Praxis. Verlag Wasser + Umwelt, Walzbachtal.
Göggel, W. (2012): Revitalisierung Fliessgewässer. Strategische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1208: 42 S.
Hanfland S., Schnell J., Ekart C., Pulg U. (2010): Lebensraum Fließgewässer Restaurieren und Entwickeln - Effektive Sofortmaßnahmen an regulierten Gewässerabschnitten. Herausgeber: Landesfischereiverband Bayern e.V., 77 S.
Madsen B. L., Tent L. (2000): Lebendige Bäche und Flüsse – Praxistipps zur Gewässerunterhaltung und Revitalisierung von Tieflandgewässern. – Hrsg.: Edmund Siemers-Stiftung, ISBN 3-89811-546-1.
Tent, L. (2002): Bessere Bäche - Praxistipps; Bereits geringer Aufwand bringt große Erfolge für den Lebensraum. - Hrsg.: Edmund Siemers-Stiftung, ISBN 3-932681-36-3.
Tent, L. (2005): Maßnahmen zur Verbesserung der Sohlstrukturen und zur Verringerung unnatürlicher Sandfrachten an der Este. – in: NNA (Hrsg.): Fließgewässerschutz und Auenentwicklung im Zeichen der Wasserrahmenrichtlinie – Kommunikation, Planung, fachliche Konzepte. – NNA-Berichte 18/1: 143 - 152. ISSN 0935-1450.
Tent, L. (2006): Ocker – ein Gewässerproblem, gegen das wir einiges tun können. – Hrsg.: Edmund Siemers-Stiftung, Hamburg, 21 S. – ISBN 3-932681-46-0.
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Résumé
La renaturation instream ne remplace pas un espace de développement suffisant pour un cours d'eau, mais permet de développer les procédés de sa dynamique propre (déplacement du courant, dynamique alluviale, etc.)
Cependant, elle rend possible la mise en place d'améliorations écologiques significatives à court et moyen terme sur de grands tronçons de cours d'eau
Lors de l'entretien, on peut apporter de nombreuses modifications, même par la participation du public «non bureaucratique»
«De nombreux habitats à petit prix»
La renaturation instream est une solution supplémentaire pertinente aux dispositifs de renaturation encouragés par la loi sur la protection des eaux
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Photo : G. Hauer, Graz
