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Rivière, truite, pêcheur et fée électricité : les modifications des habitats (3/4)

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Il y a un peu plus d’une année, je vous emmenais au cœur de notre production d’électricité, de nos appétits sans cesse plus forts pour cette énergie et des différents modes de production dont la production hydraulique. Aujourd’hui, je vous propose de quitter les turbines, les conduites forcées et les kilowatts pour aller à la rencontre de nos rivières à truites. Comment vivent-elles leur cohabitation avec la fée électricité ? Comme lors de mes précédentes chroniques, l’objectif est de fournir le maximum d’éléments chiffrés issus d’études et de travaux de recherche pour saisir la complexité du sujet. Il ne s’agit en aucun cas d’un tribunal où les accusés seraient les hydroélectriciens et où je tiendrais la place du procureur général. Chaque lecteur doit pouvoir se construire sa propre opinion sur le sujet.

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Omniprésence de l'hydroélectricité sur le domaine salmo français

Prenons de la hauteur et survolons d’abord notre territoire national. Avec 4500 centrales hydroélectriques, le nombre de lieux de cohabitation avec nos chères truites ne manquent pas (voir la carte de France). Les densités de centrales sont indéniablement plus fortes dans les zones à truites du fait de l’abondance de l’eau et des pentes plus fortes. Les ingénieurs hydrauliciens ont plutôt bien fait leur travail. Il reste aujourd’hui peu de territoires "vierges", bilan à corréler à la politique des aménageurs du siècle dernier (qui ont laissé peu d’espace aux nouveaux conquérants de la houille blanche) plutôt qu'au classement des rivières au titre de la continuité écologique...

Descendons vers quelques régions emblématiques. Dans les Pyrénées, les quelques 335 centrales hydroélectriques dérivent les eaux et réduisent les débits sur 900 km de rivières et ruisseaux. Les grands lacs occupent 55 km d’anciens lits de cours d’eau et les eaux sont ralenties sur pratiquement 100 km en amont des seuils. 380 km de Gave, Neste et autres Garonne ou Aude voient leurs débits varier brutalement plusieurs fois par jour sous l’effet des éclusées. C’est donc plus d’un quart du linéaire des rivières pyrénéennes qui est impacté avec un fort contraste selon la taille des cours d’eau.

Plus aucune rivière de plus de 20 m de large ne présente des débits qui ne sont pas influencés par l’hydroélectricité dans les Pyrénées.

Sur le haut Gave de Pau, plus de 230 km de rivières sur 450 km sont impactés. Sur le bassin des Neste, il ne reste à peine que 20 km non touchés sur 130 km de rivières. Le haut bassin du Salat dans le Couserans apparaît comme l’un des derniers bastions de rivières "sauvages" avec seulement 9% des linéaires impactés quand son voisin le Lez est affecté à plus de 60%. Dans les Alpes, c’est plus de 1100 km de rivières qui sont influencés par les éclusées des centrales hydroélectriques (ECOGEA, 2018).

Dans le Massif-Central, le tableau est encore plus contrasté. Pour produire l’énergie, les eaux sont stockées dans des grands lacs transformant ainsi 600 km de rivières en retenues. Adieu gorges de la Truyère, de la Dordogne ou du Chassezac, place aux eaux calmes et aux percidés. Ces kilomètres perdus ont parfois été compensés par de nouveaux parcours en aval des retenues grâce à la restitution d’eaux plus froides.

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Vue de la Truyère à Chaliers avant et après la construction du barrage de Grandval
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En cela, la Dordogne est emblématique avec ses ombres et ses truites en aval d’Argentat dans une zone où historiquement les barbeaux étaient sûrement les poissons dominants. Mais les 60 km "reconquis" par les salmonidés ne compenseront pas les 220 km perdus dans les retenues. Il y a aussi le cas des lacs qui peuvent encore accueillir des truites. L’un des plus emblématiques est le lac Sainte-Croix sur le Verdon. Ces grandes étendues d’eau favorisent la croissance des poissons très probablement au détriment du nombre. Un hectare de ce type de lac pourra produire une vingtaine de truites de plus de 40 cm là où la rivière produisait dix fois plus de poissons... mais de 25 cm ! De même, les grands lacs artificiels de haute montagne sont devenus des spots de pêche bien plus attractifs que la petite rivière qu’ils ont submergés...

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Transformation de la rivière Aston dans l’Ariège d’un plateau à bras multiples en un lac (retenue de Laparan) (©IGN- Géoportail)
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Si d’un point de vue écologique, la transformation des rivières en lacs détruit la grande majorité de la biodiversité d’eau courante, d’un point de vue halieutique les impacts sont loin d’être aussi tranchés. La fréquentation des lacs par les pêcheurs de carnassiers et de carpes ainsi que le chiffre d’affaire généré par ces pratiques sont bien supérieurs à ce que les rivières à truites disparues étaient capables d’induire. Lors d’une randonnée estivale en canoë sur le lac de Pannecière dans le Morvan, j’ai comptabilisé plus de 60 pêcheurs de carpe sur 5 km, un chiffre bien supérieur au nombre de pêcheurs de truite fréquentant la rivière Yonne en amont ou en aval du lac.. Il en va donc ainsi, nous pêcheurs, savons mieux nous adapter aux modifications anthropiques induites par l’hydroélectricité que les truites et autres plécoptères ou éphémères !

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Carte de répartition des centrales hydroélectriques en France avec les grandes régions à truites
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Des conséquences différentes selon le type d'ouvrage

Installons-nous maintenant au cœur des rivières impactées pour mieux comprendre les changements que produisent la dérivation et le turbinage des eaux :

Les débits des rivières sont évidemment modifiés sous les prises d’eau et en aval des restitutions des usines. Dans les tronçons court-circuités, les quantités d’eau qui s’écoulent en moyenne dans l’année sont 2 à 4 fois moins importantes qu’en amont. Le différentiel est encore plus fort en étiage avec 70 à 90% de débit en moins. Toutefois, il ne faut pas s’imaginer qu'en aval des prises d’eau, les débits restent toujours faibles et constants. Lorsque les centrales fonctionnement au fil de l’eau et que les débits de la rivière dépassent les capacités d’entonnement de l’usine, les eaux vont alors transiter dans le tronçon court-circuité (phénomène de surverse). Selon les cas, il est possible d’observer ces situations durant 25 à 40% du temps de l’année.

Sur le Vicdessos dans l’Ariège, lors de la fonte des neiges, une partie des eaux transite dans le tronçon court-circuité assurant ainsi une "vie hydrologique" à la rivière. Le passage de crues fréquentes permet à la morphologie du cours d’eau d’être renouvelée notamment au niveau des frayères. Au niveau de la pêche, cette régulation des débits présente des inconvénients et des avantages. La réduction des débits d’étiage et leur relative stabilité rendent les conditions de pêche souvent plus difficiles que dans les débits "naturels" principalement pour des techniques comme le toc ou le leurre. Elle peut en revanche favoriser la mouche sèche. Qui n’a pas recherché en mars les quelques éclosions d’éphémères du milieu de journée dans un tronçon court-circuité ? Lors des périodes de fontes de neige intenses, les tronçons court-circuités avec leurs débits plus tamponnés peuvent devenir des refuges pour la pratique de la pêche...

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Exemple de régime de débits en amont et en aval d’une prise d’eau de centrale au fil de l’eau – Le Vicdessos (données ©Banque Hydro)
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En aval des grands barrages qui très souvent captent la majorité des eaux même lors des forts débits, la situation est bien différente et l’hydrologie prend souvent la forme d’un "encéphalogramme plat" (voir l’Aude sous le barrage de Puyvalador). Dans ces secteurs, la rivière se referme avec la réduction très marquée des dimensions du lit et le développement des arbres sur les berges et même sur les îles. Les rivières en tresse des Alpes sont les plus touchées par ce phénomène. Le Drac, affluent de l’Isère en amont de Grenoble, a perdu 70% de son lit actif sous l’effet conjugué des grands barrages et des travaux en rivière. La végétation a fini par recouvrir plus d’1/3 du lit (Peiry et Nouguier, 1994). Les mêmes observations ont été faites sur la Dordogne avec une diminution de la largeur du lit actif de 130 à moins de 100 m au cours du siècle dernier (Boutault et al., 2018) ainsi que sur la basse rivière d’Ain (Bravard et al., 1991 ; Dufour, 2015). Bien évidemment, ces processus ne sont pas uniquement le fait des grands barrages. La rétractation des lits de rivière est un phénomène général lié aux évolutions climatiques et ceci depuis la fin du petit âge glaciaire (du XVIIIème au XIXème siècle). De plus, ces cours d’eau ont été progressivement aménagés depuis plusieurs siècles avec notamment des endiguements et surtout des extractions de granulats des années 1950 aux années 1990.

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Exemple de régime de débits en amont et en aval d’un grand barrage – L’Aude (©Banque Hydro)
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Evolution des boisements de la basse rivière d’Ain de 1945 à 2000 (in Dufour, 2015)
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Vues aériennes de la basse rivière d’Ain à St-Jean de Niost en 1943, 1970 et 2018 (©IGN- Géoportail)
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Les petites rivières sont également affectées que ce soit dans les Alpes ou les Pyrénées. Sur ces rivières, les évolutions sont directement imputables aux barrages. La Neste d’Oô sur le plateau d’Astau a vu la surface de son lit divisée par 3 après la construction du barrage du lac d’Oô. De même sur le Gave d’Ossoue dans les Hautes-Pyrénées, le lit en tresse a disparu au profit d’un chenal unique trois fois moins large qu’à l’origine.

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Evolution du lit de la Neste d’Oô au plateau d’Astau entre la construction du barrage du lac d’Oô (1921) et 1984 (©IGN- Géoportail)
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Evolution du lit du Gave d’Ossoue avant et après la construction du barrage (1924-2018) (©IGN- Géoportail)
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La conséquence directe de ces modifications est une perte de surface en eau des rivières et donc des potentialités d’accueil pour les truites. Dans les années 90, lorsque les débits réservés minimaux étaient fixés à 2,5% du débit moyen annuel de la rivière, les pertes étaient de l’ordre 50 à 80% par rapport à une situation à débit non modifié (Demars, 1985 ; Baran et al., 1995). Avec le passage à des débits minimums de 10% du débit moyen annuel, les pertes ont diminué mais restent encore de l’ordre de 20 à 40% selon les sites. A l’échelle des Pyrénées, ces pertes représentent entre 200 et 300 ha de cours d’eau (5 à 7% des surfaces totales occupées par les rivières à truite de la chaîne). Dans ces secteurs à débit très stable, la pêche est souvent difficile du fait de l’absence de variation, les truites ayant souvent une activité nocturne.

Après la réduction des étiages et l’écrêtage des crues, les éclusées sont le 3ème type de modifications hydrologiques induites par les centrales. Ces variations brutales et rapides qui peuvent intervenir 2 à 3 fois par jour constituent des événements très souvent éloignés des variations naturelles. Dans sa thèse, Dominique Courret (2014) a bien montré que les vitesses de montée et de baisse des débits lors des éclusées étaient plus fortes celles des crues.

En aval immédiat de nombreux aménagements, la montée des eaux a lieu en moins d’1/2 heure. Les centrales sont capables de turbiner de 1 à 4 fois le débit moyen des rivières. Dans ce contexte, il est possible de voir le débit de l’Arc à Modane passer de moins de 1m3/s à plus de 80m3/s en moins de 30 min. Ceux de l’Ain en aval de Vouglans peuvent varier de 15 à plus de 150 m3/s. Selon les rivières, ces variations ont lieu de 50 à plus de 1 300 fois dans l’année. Si l’on comptabilise moins de 100 éclusées annuelles sur la partie basse du Guil dans les Hautes-Alpes, on enregistre jusqu’à 1100 variations sur la Garonne en amont de Montréjeau (31)...

Très souvent, les éclusées sont nombreuses en automne (demande en électricité de pointe plus importante) et absentes au printemps ou en été. Mais actuellement, il est possible d’observer aussi de nombreuses variations en été non pas pour la production d’électricité de pointe mais pour du soutien à l’irrigation ou pour la pratique des sports d’eau vive (voir le cas de la rivière Aude).

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Exemples de variations de débits sur l’Aude et la Dranse au printemps et en été (©Banque Hydro)
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L’activité hydroélectrique a également un impact sur le transport des sédiments dans les rivières. En montagne, les cours d’eau transportent plusieurs milliers de tonnes de sédiment par an (de 30 000 t/an sur la Dordogne à Bort-les-Orgues à plus de 5 millions de t/an sur l’Isère à Grenoble). Ces sédiments proviennent de l’érosion des versants et des fonds de vallée. Ils sont transportés essentiellement lors des crues. Dès l’instant où les écoulements sont ralentis dans les retenues, les sédiments se stockent. Les plus grossiers (graviers/galets) se déposent en queue de retenue voir plus en amont dans le lit de la rivière (phénomène de remous solide) et les plus fins (sables /limons) directement dans la retenue.

Dans les grands barrages, seuls les sédiments fins sont capables de ressortir lors des ouvertures de vannes. Les graviers et galets sont stockés bien trop en amont pour traverser le lac et réalimenter la rivière en dessous. Dans les retenues de plus petites dimensions, tout dépend de la gestion des vannes. Depuis une vingtaine d’années, des opérations d’ouverture régulière en crue sont conduites. Les résultats sont mitigés tant du point de vue des sédiments qui arrivent vraiment à traverser le barrage que de la façon dont ils se redéposent en aval. Les 1ère opérations conduites sur l’Ariège en aval de Foix ont été stoppées au bout de 7 à 8 ans. La présence en trop grande quantité de sédiments fins altérait systématiquement la rivière en dessous conduisant à une forte opposition des pêcheurs et des associations de protection de la Nature. Dans le même temps, les mêmes opérations se poursuivaient sur le haut Adour avec des effets beaucoup moins graves pour les truites et les invertébrés. Dans tous les cas, le stockage année après année des sédiments et plus particulièrement des sables et des vases dans les retenues ne peut, en aucun cas, être une solution satisfaisante. Il fait peser de lourdes menaces pour les rivières en aval et même pour la ressource en eau. Il a suffi de voir ce qui s’est passé lors de l’accident du barrage de la Bourboule sur la Dordogne pour mesurer les risques (envasement du lit, mortalité directe de poissons...etc). Ce problème de vases stockées est un dégât collatéral très grave des grands barrages qui a été totalement négligé lors de leur construction et que nous risquons de laisser en cadeau aux générations futures...

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Evolution des dépôts de sédiment dans la retenue du plan d’Arem sur la Garonne entre 1972, 1984, 1993 et 2013 (©IGN- Géoportail)
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Au-delà de ce problème, les déficits en graviers et galets induits par leur stockage dans les retenues et l’écrêtage des crues en aval a des impacts sur les habitats des truites. Ce sont surtout les frayères qui peuvent être altérées. Les surfaces disponibles notamment dans les rivières granitiques ont diminué sous les barrages jusqu’à parfois atteindre des seuils critiques pour la réussite de la reproduction. Avec la réduction des crues, les faciès favorables ont eu tendance à s’ensabler et à disparaître. Le faible renouvellement des substrats a eu également comme effet de les rendre moins meubles et donc plus difficiles à remanier pour la construction des frayères ou tout simplement pour le développement des larves d’invertébrés...

Voilà donc un 1er panorama des impacts induits par l’hydroélectricité sur les habitats aquatiques des rivières à truites. Nous verrons très prochainement les conséquences biologiques de ces modifications !

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Les débits minimums encadrés par la loi

C’est l’article L214-18 du Code de l’Environnement qui détermine les conditions de fixation des débits minimums sous les prises d’eau. C’est la loi pêche de 1984 qui a introduit la valeur minimale de 10% du débit moyen annuel à maintenir en-dessous une prise d’eau. L’article 214-18 a repris cette valeur avec des possibilités de déroger à 5% pour les barrages participant à la production d’énergie de pointe. Cette valeur de 10% issue à l’origine de travaux de recherche aux USA correspond dans la plupart des cas à une situation inférieure à l’étiage naturel des rivières de moyennes et hautes montagnes. Dans les Alpes et les Pyrénées, les débits d’étiage naturels sont de l’ordre de 25 à 40% du débit moyen annuel. Dans le Massif-Central, ils varient entre 10 et 20% (Baran, 2011).

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Bibliographie

Baran, Delacoste, Dauba, Lascaux et Belaud, 1995. Effects of reduced flow on brown trout populations downstream dams in French Pyrenees. Regulated Rivers : Research and Management, 10, 347-361.

Baran P., 2011. Les méthodes d’aide à la détermination de valeur de débit minimum. Annexe 2 de la circulaire du 5 juillet 2011 relative à l’application de l’article L. 214-18 du code de l’environnement sur les débits réservés à maintenir en cours d’eau.

Bravard J.P., Malavoi J.R., Amoros C., 1989. L’Ain ou la difficulté de gérer une rivière en cours de métamorphose. Journée d’étude Rivières en crise : Saône, Ain, Durance.

Boutault F., PiégayH., Lascaux J.M.; Malavoi J.R., Guerri O., 2018. Evaluation des facteurs de contrôles des ajustements morphologiques récents (20ème siècle) de la Dordogne dans sa moyenne vallée, France. Présentation colloque I.S.RIVERS 2018.

Courret D., 2014. Problématique des impacts de la gestion par éclusées des aménagements hydroélectriques sur les populations de poissons : caractérisation des régimes d’éclusées et du niveau de perturbation hydrologique. Thèse INP Toulouse, 218p.

Demars, 1985. Repercussion of small hydroelectric power stations on populations of brown trout in rivers in the French Massif-Central. In Alabaster (Ed), Habitat modification and freshwtaer Fisheries. FAO EIFAC, Rome, 53-61.

Dufour S., 2005. Cotrôles naturels et anthropiques de la structure et de la dynamique des forêts riveraines des cours d’eau du bassin rhodaniens (Ain, Arve, Drôme et Rhône). Thèse de Doctorat Université de Lyon 3,

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Part 1 : Tous électrivores

Part 2 : Et au milieu fissionnait l'atome

A propos de l'auteur

Philippe Baran est né en 1968 à Bourges. Il a passé ses jeunes années avec son frère les pieds dans les petits ruisseaux de la Champagne Berrichonne et de la Loire. Il a…