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Connaître, comprendre et gérer n°1 : cycle de l’eau et diversité des milieux

cycle de l'eau

Travaillant aujourd’hui dans la préservation des milieux aquatiques, nous avons tous deux appris à pêcher avec des parents, et nos métiers auprès de professionnels. Les échanges et le partage ont permis l’acquisition de connaissances, de compétences et de techniques, qui améliorent aujourd’hui notre pratique de la pêche tout autant que nos actions dans le cadre de nos emplois.

Nous assistons régulièrement à des échanges difficiles entre pêcheurs passionnés et représentants de différentes structures gestionnaires des milieux naturels. Il nous semble important d’œuvrer, à notre échelle, pour essayer de rapprocher ces acteurs et les aider à parler un langage commun.

C’est dans ce contexte qu’est née l’idée de rédiger une série d’articles visant à décrire les nombreuses thématiques touchant les milieux aquatiques d’eau douce. Ainsi, seront abordés le fonctionnement des milieux aquatiques, la faune qui leur est inféodée, les structures gestionnaires et les outils à leur disposition, les perturbations qu’ils rencontrent et les solutions existantes pour les préserver et les restaurer.

Ce premier volet traite du cycle de l’eau et les différents types de milieux aquatiques rencontrés en France métropolitaine.

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Le cycle de l’eau

L’eau est en mouvement et change d’état en permanence. La notion de cycle prend tout son sens lorsque l’on essaye de décrire le trajet d’une molécule d’eau : il n’y a ni commencement, ni fin, tout est lié et interdépendant.

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cycle de l'eau
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Le cycle de l'eau (@N. Meynard d’après FDAAPPMA 54)
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Ainsi, et puisqu’il faut bien choisir un point de départ, nous prendrons arbitrairement la surface de l’eau, que ce soit celle d’un cours d’eau, d’un plan d’eau ou d’un océan. L’effet du soleil va être le déclencheur en faisant passer l’eau de l’état liquide à l’état gazeux, c’est l’évaporation. Les végétaux relarguent de l’eau par leurs feuilles sous l’effet du soleil, c’est l’évapotranspiration.

Cette vapeur monte dans l’atmosphère sous l’effet des courants ascendants. Elle rencontre des températures froides qui induisent une condensation, l’eau repasse alors à l’état liquide. Les nuages se forment par l’agglomération des gouttelettes ainsi formées. En se heurtant, elles finissent par former des amas plus lourds qui retombent sous forme de précipitations (neige, pluie…) sur le sol.

Une grande partie des précipitations s’infiltre dans le sol et forme les nappes phréatiques et les écoulements souterrains. Lorsqu’une nappe affleure au niveau de la surface du sol, elle crée une résurgence (une source) et donne naissance à un écoulement de surface. Celui-ci peut être temporaire ou permanent en fonction des fluctuations du niveau de la nappe.

Un écoulement de surface peut aussi être créé par le ruissellement ou la fonte des précipitations. Le ruissellement a lieu lors de fortes précipitations sur un sol imperméable de façon permanente (roche) ou transitoire (sol saturé en eau, gelé, très pentu, compacté, artificialisé, ou très sec). C’est à cette étape que la végétation puise l’eau nécessaire à sa vie. Elle en stocke une partie, qui sera relarguée par évapotranspiration comme précisé plus haut. Les végétaux jouent ainsi un rôle mécanique de ralentissement du ruissellement et de rétention naturelle d’eau, restituée progressivement et assurant fraicheur et humidité ambiante. Cela s’observe nettement dans les climats continentaux où la majeure partie des précipitations provient de l’évapotranspiration, et pas de l’évaporation comme dans les zones à climat océanique.

L’eau s’écoule ensuite par gravité dans le sens de la pente du sol jusqu’au fond de vallée. Le cours d’eau la transporte alors jusqu’à l’océan où la majeure partie de l’évaporation a lieu. Cet écoulement gravitaire est également valable pour l’eau souterraine.

La connaissance de ce cycle permet d’appréhender de manière globale les perturbations rencontrées à l’heure actuelle lors d’épisodes climatiques extrêmes (fortes précipitations, sécheresses). Il est à l’origine de l’existence des milieux aquatiques auxquels nous nous intéressons et nous aide à comprendre leur fonctionnement global.

Les cours d’eau ne sont pas les seuls milieux aquatiques naturellement induits par ces déplacements de l’eau de surface. Par ailleurs, les usages que l’homme peut faire de l’eau, en tant que source de vie ou d’énergie, sont variés et ont également mené à l’apparition de milieux spécifiques.

Voici donc une liste des principaux milieux rencontrés, en délaissant les océans et en recentrant cette approche sur les milieux d’eau douce.

Tout d’abord, qu’entend-on par la notion de milieux aquatiques ?

Si l’on cherche et que l’on compile les diverses définitions disponibles, un milieu aquatique peut être défini ainsi : un équilibre entre un milieu naturel dans lequel l’eau domine et les espèces animales et végétales qui y vivent.

Naturellement les milieux aquatiques sont multiples et d’origines diverses, nous allons nous attacher dans cette partie à décrire, selon leurs caractéristiques physiques et réglementaires, les principaux milieux que l’on peut rencontrer en France métropolitaine. Nous distinguerons les milieux naturels des milieux anthropiques(1).

 

Les milieux naturels

Les cours d’eau

Bien sûr on ne peut commencer autrement que par la définition des cours d’eau. Un cours d’eau est un écoulement caractérisé par une source et une embouchure. La pente, le contexte géologique et le contexte climatique influent directement sur sa forme, sa taille et ses débits (torrents, ruisseaux, fleuves, etc.). Les cours d’eau drainent l’ensemble des bassins-versants(2) du monde et participent ainsi à mener l’eau issue des précipitations vers les mers et les océans du globe, ainsi que cela a été décrit dans le cycle de l’eau. Ils sont le refuge d’une faune et d’une flore diversifiées et ont conditionné le développement et l’expansion de l’espèce humaine au cours de millénaires.

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cours d'eau
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@N. Meynard
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Le sujet est vaste, aussi nous n’allons pas décrire ici l’ensemble des types de cours d’eau mais plutôt nous intéresser à ce qui fait qu’un cours d’eau est considéré en tant que tel et non pas comme un fossé ou une rigole. Un futur article s’emploiera à décrire plus dans le détail le fonctionnement et la vie des cours d’eau.

En France, dans le cadre de la classification des cours d’eau, sont considérés deux types : permanents et temporaires. Le classement d’un écoulement en tant que cours d’eau, qu’il soit de l’une ou l’autre des catégories, lui offre une certaine protection au regard de la loi. Autrement dit, si un écoulement n’est pas considéré, il peut s’agir d’un fossé ou d’une rigole, la réglementation s’y appliquant n’est alors pas la même.

Depuis 2015, qu’ils soient temporaires ou permanents, les cours d’eau répondent à certains critères, parmi lesquels figurent :

  • être en eau après une période (8 à 10 jours) sans précipitations,
  • posséder un lit, posséder un substrat hétérogène,
  • posséder de la végétation aquatique,
  • posséder une source identifiée.

La présence d’invertébrés au cycle larvaire long, de crustacés comme les gammares ou de poissons font d’office de l’écoulement un cours d’eau permanent. Il convient cependant de noter que d’un département à l’autre, ces critères peuvent varier légèrement. Les listes des cours d’eau sont régulièrement remises à jour, parfois au grand dam de leurs protecteurs qui voient des écoulements relayés au rang de fossés.

Pour terminer sur ce point, les cours d’eau forment un maillage complexe, plus ou moins dense selon les régions, reliant les milieux aquatiques entre eux : c’est le réseau hydrographique.

Les lacs

Les lacs sont des étendues d’eau remplissant une dépression, entourées de terres. Leur taille et leur profondeur varient grandement (de quelques hectares pour le lac de Lamoura dans le Jura à l’immensité du Léman, lui-même insignifiant face au Baïkal). Par définition, les lacs naturels n’ont pas été créés par la main de l’homme. Leurs origines sont diverses, certains lacs sont issus du retrait des glaciers à la fin de la dernière ère glaciaire. D’autres se sont formés suite à l’effondrement du substrat rocheux (cas de certains lacs des massifs karstiques(2)), d’autres sont simplement le réceptacle des écoulements dans une dépression apparue suite à des mouvements de terrain.

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lac naturel
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@A. Pedron
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Si l’imaginaire collectif place le lac au-dessus de l’étang en termes de superficie, la législation ne précise aucune surface à partir de laquelle un étang devient un lac.

Du point de vue scientifique, ce qui caractérise un lac est l’existence d’un phénomène de stratification thermique. Selon la période de l’année, et à des fréquences différentes selon les lacs, des couches d’eau de températures bien différentes se forment et stratifient le lac. Généralement au nombre de trois, ces couches évoluent en épaisseur au gré des saisons et des températures extérieures :

  • épilimnion, la couche d’eau de surface soumise aux variations de température en lien avec l’atmosphère,
  • thermocline, la zone de transition rapide entre eaux chaudes et froides, bien connue des pêcheurs en lacs,
  • hypolimnion, la couche d’eau profonde plus froide et dense.
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thermocline
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La thermocline (@N. Meynard)
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Chaque lac abrite, comme pour les cours d’eau, une faune et une flore qui lui sont propres et qu’il serait impossible de décrire ici. Certains, comme les lacs d’altitude, abritent des espèces endémiques(4) à protéger à tout prix.

Les mares

De superficie et profondeur modestes, leur importance n’en est pas moindre pour la biodiversité. Certaines sont temporaires, d’autres permanentes, elles se sont généralement formées par accumulation d’eau dans des dépressions du sol. Elles ont un rôle majeur pour de nombreuses espèces d’insectes aquatiques, d’odonates(5), d’amphibiens, de plantes qui apprécient les conditions particulières qu’offrent les mares par rapport aux lacs et étangs.

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Mare
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@M. Crouvezier
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Les mares qui n’abritent pas de poissons offrent notamment des lieux de reproduction et de grossissement privilégiés pour les amphibiens et certains odonates. Les mares temporaires sont appréciées des espèces pionnières(6) comme le Sonneur à ventre jaune, par exemple.

Notons toutefois que toutes les mares ne sont pas naturelles, certaines sont créées par l’homme pour des raisons diverses, comme l’abreuvement du bétail, par exemple. Elles constituent également un milieu privilégié pour la découverte des milieux aquatiques.

Les marais et autres zones humides

Longtemps considérés comme des lieux « à assainir », vecteurs de maladies, d’indésirables comme les moustiques, et lieux de légendes, les marais sont des milieux extrêmement diversifiés. Le terme marais est générique et décrit un milieu dont le sol est totalement ou partiellement engorgé d’eau la majeure partie de l’année. La profondeur de l’eau est généralement faible et la végétation, abondante, recouvre parfois la totalité de la surface du marais. La spécificité de ces milieux et leur rareté à l’échelle nationale en font les refuges d’une biodiversité particulièrement rare et menacée (plantes carnivores, papillons et libellules, etc.)

Parmi les marais les plus connus, les tourbières, véritables curiosités pour le grand public et sujets de recherches pour les scientifiques. Elles sont aujourd’hui scrutées sous tous leurs angles. Ces milieux particuliers sont caractérisés par un sol saturé en eau une grande majorité de l’année. Cette saturation prive le sol de l’oxygène nécessaire à l’activité des organismes décomposant la matière organique. Ainsi, en mourant, les végétaux s’accumulent sans se décomposer (ou très lentement) et forment au fil du temps la tourbe.

Les épaisseurs de tourbes sont très variables, à partir de 40 cm (épaisseur minimale pour parler de tourbière), jusqu’à une dizaine de mètres, exceptionnellement près de 20 m.

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tourbière
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@M. Crouvezier
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Par la lenteur de leur formation et la quasi absence de dégradation de la matière organique, les tourbières sont une encyclopédie des évènements passés. En analysant et en datant les débris végétaux, les scientifiques peuvent ainsi décrire les grandes évolutions climatiques et leur influence sur la végétation mais également les changements liés à l’homme, comme l’apparition de l’agriculture. Des découvertes archéologiques majeures sont aussi à imputer aux tourbières (notamment à l’étranger).

Dans l’histoire récente, les tourbières ont joué un rôle socio-économique majeur. La tourbe était par endroit exploitée pour servir de combustible. Cette activité s’est arrêtée peu de temps après la seconde guerre mondiale. Cela a cependant grandement modifié les tourbières et leur fonctionnement (drainage, accélération des écoulements et assèchement des tourbières). Aujourd’hui, ces milieux uniques et riches sont grandement menacés à l’échelle mondiale. Il en est de même pour leur biodiversité et leur rôle dans le cycle de l’eau. Ce sont également d’importants réservoirs de carbone, stocké sous forme de manière organique dont il est un des principaux constituants. Notons également qu’au siècle où l’eau devient l’enjeu majeur, l’ensemble des marais et autres milieux humides constituent des réservoirs d’eau conséquents et naturels.

Il existe un large panel de plus petites zones humides plus ou moins visibles comme les prairies et boisements humides, les mégaphorbiaies(7) aux plantes luxuriantes, les suintements rocheux, des milieux souvent de petite taille mais qui accueillent une biodiversité importante et jouent un rôle notable dans le réseau formé par les milieux aquatiques (la fameuse « trame bleue »), qui a malheureusement perdu 50% de ses surfaces en France, depuis les années 1960.

 

Les milieux anthropiques

Les lacs artificiels

La création des lacs artificiels a répondu et répond toujours à des besoins de la société. Ces besoins varient selon les époques et les territoires. Certains lacs ont été créés pour l’irrigation, d’autres pour la production d’énergie ou pour l’alimentation en eau potable. Certains ont aujourd’hui un rôle récréatif indéniable pour les territoires et font vivre le tourisme de certaines régions. Toutefois la création de ces lacs n’est pas sans impact sur les milieux naturels, nous y reviendrons dans un futur article.

Comme pour les lacs naturels, les lacs artificiels connaissent des phénomènes de stratification thermique. La biodiversité qu’ils hébergent est généralement bien différente de celle qui existait sur le cours d’eau ou les plaines inondées. Leur fonctionnement est rythmé par des variations de niveaux importantes, notamment sur les retenues hydroélectriques.

Si l’on fait exception du Léman, en majeure partie sur la Suisse, les lacs artificiels forment les plus grandes pièces d’eau du territoire.

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lac artificiel
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@N. Meynard
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Les étangs

Les étangs ont été conçus au cours des siècles pour répondre à différents besoins des populations et en premier lieu à la production de poissons pour la consommation. Généralement peu profonds, ils se distinguent des lacs par l’absence de stratification thermique de leurs eaux.

Certains ont été conçus en barrage sur des ruisseaux ou en dérivation de ceux-ci, en exploitant la topographie naturelle, d’autres ont été créés de toutes pièces en creusant des dépressions dans le sol. Comme pour les barrages, leur construction n’est généralement pas sans modifier et impacter le fonctionnement des milieux d’origine. Un article traitant des impacts des activités humaines précisera ce point.

L’étang se comble de matière organique à l’instar de tout plan d’eau. Sa faible profondeur en fait un milieu précaire sous l’effet de cette eutrophisation(8), une gestion humaine régulière est donc nécessaire pour leur entretien. La méthode la plus classique est la vidange et la mise en assec, permettant une dégradation de la matière organique contenue dans les vases et donc la réduction du volume de ces dernières.

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étang
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@FDAAPPMA 54
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Les canaux

La fonction première et la raison principale pour laquelle les canaux ont été construits est le transport des marchandises. On peut ajouter à cela les nombreux canaux conçus pour l’irrigation. Bien qu’ils abritent eux aussi une certaine biodiversité, leur fonctionnement est bien différent de celui des cours d’eau naturels auxquels ils sont reliés et dont ils empruntent l’eau. Généralement bétonnés et renforcés de palplanches, leur mobilité est nulle, contrairement aux cours d’eau. La diversité des écoulements est également nulle et bien qu’un écoulement existe, celui-ci est généralement lentique(9). Certaines espèces peu exigeantes s’accommodent cependant de ces milieux pauvres en diversité d’habitats. Les canaux sont aussi des voies d’entrées privilégiées pour bon nombre d’espèces allochtones(10) (voir un prochain article).

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canal
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@N. Meynard
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Les carrières d’extraction de granulat alluvionnaire en lit majeur

Leur dénomination varie en fonction du granulat recherché, on entend généralement parler de gravières, ballastières ou sablières. Les granulats exploités sont des matériaux déposés par le cours d’eau au fil du temps et de ses déplacements en lit majeur, ou des dépôts glaciaires. Il s’agit de carrières à ciel ouvert, remplies d’eau par remontée de la nappe ou ruissellement et qui, arrivées en fin de cycle d’exploitation, sont généralement converties en plans d’eau. Elles peuvent alors avoir un usage récréatif (bases de loisirs) ou sont laissées en libre évolution. Durant les premières années, leur fond minéral et l’absence générale d’affluents pourvoyeurs de matière organique leur confèrent des eaux généralement claires et bleutées.

Laissées en libre évolution, elles se transforment progressivement sous l’action de l’eutrophisation(9) et une biodiversité atypique s’y installe progressivement. Elles sont souvent prisées des pêcheurs. Généralement installées dans des plaines alluviales(11) de grands cours d’eau, elles ont transformé le paysage et le fonctionnement du cours d’eau (édification de digues de protection, déficit sédimentaire, etc). Un article sera consacré à la vie du cours d’eau et à cette dynamique de transport sédimentaire.

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Les milieux aquatiques peuvent prendre des formes très variées. L’homme, au cours des siècles, a impacté la nature à des degrés plus ou moins importants, modifiant notamment le fonctionnement naturel du cycle de l’eau et la disponibilité de cette ressource. Il faut garder à l’esprit que l’eau douce sur Terre ne représente que 3% de la quantité d’eau totale de la planète (97% d’eau salée). Sur ces 3%, les milieux présentés dans cet article ne représentent que 0,3% (soit 0.009% du volume d’eau sur Terre), le reste étant constitué de glace (70%) et d’eau souterraine (30%).

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eau sur terre
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L'eau sur Terre (@N. Meynard)
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Si l’on se souvient que tout est interdépendant, que ce soit en termes d’équilibre ou de qualité, il paraît évident qu’une gestion globale est primordiale pour toutes les actions menées pouvant impacter le cycle de l’eau, et ce à toutes les échelles. Le prochain article sera consacré aux différents organismes qui ont un rôle dans la gestion de l’eau, leurs missions et leurs relations.

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Glossaire :

(1) Milieu anthropique : milieu créé ou modifié par l’homme et dont le fonctionnement s’éloigne des processus présents dans la nature.

(2) Bassin-versant (illustration) : entité géographique où toutes les gouttes de pluie finissent au même endroit. (voir schéma Bassin Versant ci-dessous).

(3) Karst : zone calcaire sculptée par l’érosion physique et chimique des roches, formant des cavités parfois entièrement souterraines.

(4) Espèce endémique : se dit d’une espèce que l’on ne trouve que sur un territoire donné et nulle-part ailleurs sur Terre (ex : l’Apron du Rhône, espèce présente uniquement sur le bassin-versant du Rhône).

(5) Odonate : ordre d’insectes regroupant les zygoptères (demoiselles) et les anisoptères (libellules).

(6) Espèces pionnières : se dit des premières espèces colonisant un milieu suite à une modification récente (érosion, assèchement, travaux, etc.)

(7) Mégaphorbiaie : friche à flore très diversifiée se développant sur un sol riche et humide, généralement en plaine alluviale(11).

(8) Eutrophisation : phénomène d’accumulation de la matière organique dans un milieu, menant à des modifications de ce dernier (développement de plantes aquatiques, baisse de la quantité d’oxygène dissous, disparition de certaines espèces, apparition de nouvelles espèces, etc.).

(9) Lentique : se dit d’un écoulement lent par opposition à un écoulement rapide dit “lotique”.

(10) Espèce allochtone : se dit d’une espèce apparue récemment dans un milieu.

(11) Plaine alluviale : plaine formée par l’accumulation des sédiments déposés par la rivière au gré des millénaires et de ses déplacements latéraux.

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Le bassin versant (@N. Meynard d’après FDAAPPMA 54)

A propos de l'auteur

Nicolas a grandi en Aveyron et vit aujourd'hui en Lorraine. C'est dans les torrents pyrénéens ariégeois qu'il a appris la pêche de la truite avec son…
Né dans le département de l’Ain, Quentin a commencé comme beaucoup à pêcher les vairons en compagnie de son grand-père et de son père. Les vacances en caravane au Vigan…