Il y a déjà plusieurs mois, nous avons vu les modifications que l’hydroélectricité avait amené à nos rivières et les effets sur la pratique de la pêche (ici). Je vous propose aujourd’hui de regarder cela avec les yeux de nos truites et autres ombres ou saumons. Comme toujours mon propos s’appuiera au maximum sur des données et des analyses publiées dans la littérature scientifique.
Franchir les barrages, prises d’eau et usines : un " long fleuve pas tranquille "
Premier constat à évoquer : la disparition complète d’une espèce emblématique comme le saumon. Si cette espèce a connu plusieurs phases de déclin d’origine anthropique notamment à partir du moyen-âge avec la construction des moulins, les pêcheries et les aménagements des cours d’eau (Lenders et al., 2016), c’est clairement à la fin du XIXème siècle et au cours du XXème que l’espèce disparaît totalement des bassins de la Dordogne, de la Garonne, du Rhin et de la Seine. Cette disparition peut être directement liée à la construction des grands barrages (Thomas et Germaine, 2018). Si la pollution liée au développement industriel et la surpêche ont joué un rôle dans l’affaiblissement des stocks, la disparition complète est directement liée aux barrages bloquant l’accès aux zones de frayères et de production de juvéniles.
En est-il de même pour les truites sédentaires et les ombres ? L’infranchissabilité à la montaison de barrages hydroélectriques a-t-elle conduit à la disparition de ces espèces dans certains tronçons de rivière ?
La réponse est non pour le territoire Français. Pour comprendre cela, il suffit de se projeter dans certains lieux de vie des truites. En montagne, dans des rivières très pentues où la remontée est naturellement difficile voire impossible, cela n’empêche pas cette espèce d’effectuer l’ensemble de son cycle biologique en trouvant les frayères à proximité de ses zones de grossissement. Dans ces situations, la présence d’une prise d’eau empêchant la montaison n’aura que de faibles conséquences sur le déroulement du cycle biologique.
Les impacts sont en revanche plus forts dans des parties plus aval des rivières là où les frayères sont moins nombreuses voire moins fonctionnelles. Dans ces secteurs, la montaison est souvent indispensable pour que les truites trouvent des zones plus favorables qui se situent souvent en amont voire dans des affluents. Le suivi de passes à poissons installées sur des parties médianes et basses de rivières à truites fait état de plusieurs centaines voire milliers de poissons par an : 1900 truites et ombres en 6 mois sur la Loue (Monnot et Gindre, 1999), 1000 à 4000 truites par an sur le Saison ou le Gave d’Oloron (© données MIGRADOUR), 625 truites par an sur l’Isère à St-Egrève sous Grenoble (Bessy et al. 2002).
Et contrairement à une idée reçue, les migrations des truites n’ont pas lieu qu’en automne pour la reproduction. Sur les Gaves pyrénéens, c’est 60 à 85% du stock qui migre en juin et surtout juillet (© données MIGRADOUR). Ces déplacements sont directement liés au réchauffement des eaux.
Aux USA, Meyers et al. (1992) ont monté que les migrations printanières de truites sur plusieurs kilomètres démarraient lorsque les températures de l’eau passaient les 17-18°C. Ainsi, ce sont surtout les prises d’eau hydroélectriques des parties médianes et aval de cours d’eau qui peuvent avoir le plus d’impacts sur le cycle biologique des truites et des ombres en limitant l’espace vital et l’accès à des zones refuges.
La montaison n’est pas le seul déplacement des salmonidés pouvant être impacté par l’hydroélectricité. La dévalaison est également affectée. Quand on imagine ce processus, on pense surtout aux juvéniles de saumons (les smolts) qui doivent repartir en mer, mais le processus a également lieu pour les truites dîtes sédentaires. La présence de truites dans des canaux d’amenée où la reproduction n’est pas possible, des secteurs de rivières où les adultes sont toujours plus nombreux que les alevins (Quatre et Baran 2000) avec une situation inverse dans les affluents ou dans les secteurs de plateaux amont sont autant de preuves de ce mécanisme biologique. Celui-ci a lieu dans toutes les rivières même si les géniteurs ne peuvent remonter en amont. Il semble d’autant plus important que les populations doivent faire face à des aléas particuliers. Après la crue de 2013 dans les Pyrénées par exemple, les suivis de la Fédération de Pêche des Hautes-Pyrénées ont clairement montré que la recolonisation du Gave du Bastan (affluent du Gave de Pau) venait de la dévalaison des truites des affluents.
Comment les barrages et les usines hydroélectriques impactent-ils ce processus ? Lors de leur dévalaison, les truites ou les saumons vont être entraînés vers les conduites forcées ou les canaux d’amenée à proportion des débits dérivés. C’est au passage dans les turbines que les choses se gâtent.
Dans les turbines Pelton de haute chute, aucune chance de survie. A l’opposé, dans les turbines Kaplan de basse chute, les survies peuvent aller de 60 à 95% selon la hauteur de chute et la vitesse de rotation des machines. Ainsi, la mort n’est pas systématique au bout des pâles des turbines... C’est surtout le cumul des usines qui provoquera des dégâts. Bocs et Larinier (2005) ont par exemple montré que le cumul de mortalités de 10 à 25% par usine sur le Salat se traduisait, après le passage dans plus de 15 aménagements, par la perte de plus de 75% des poissons venant de l’amont du bassin.
Moins d’eau dans les rivières = moins de poissons
Venons-en maintenant aux impacts des modifications de débits induites par les centrales. Y-a-t-il vraiment moins de truites dans une portion de rivière à débit réduit ?
Si vous m’aviez posé cette question il y a 20 ans, je vous aurais répondu sans conteste oui. En effet, les premières études des années 70 à 2000 conduites en Nouvelle-Zélande, dans le Massif-Central et les Pyrénées avaient clairement montré que les tronçons de rivières sous les barrages accueillaient de 75 à 90% de truites adultes en moins par rapport à des secteurs de rivières en amont (Shirvell, 1979 ; Demars, 1985 ; Baran et al., 1994). Il faut dire qu’à l’époque, le débit minimal laissé dans les cours d’eau sous les barrages était de seulement 2.5% du débit moyen de l’année. Avec le passage à des débits réservés de 10% du débit moyen à partir des années 2000, on pouvait s’attendre à de nettes évolutions... Malheureusement, tel ne fut pas vraiment le cas !
Après parfois plus de 15 à 20 années de suivi, le résultat de ces changements de débits n’a pas été à la hauteur des espérances et les abondances de truites adultes n’ont pas réellement augmenté. Ce sont les résultats de suivis engagés dans le cadre d’un groupe national de travail (la « cellule débit réservé ») dès 1994 sur 8 sites en France (Sabaton et al., 2004). Doit-on en déduire que le passage d’un débit réservé de 2.5 à 10% du module n’a pas eu d’effet et que l’on pourrait revenir aux anciennes valeurs ? Les choses ne sont pas si simples.
En effet, dans les différents sites suivis, il est apparu qu’il n’y avait pas que le simple effet du débit réservé qui intervenait. Certains secteurs étaient également soumis à des opérations de chasse de sédiments, d’autres à des variations de type éclusées. De plus en 20 ans, certaines rivières ont successivement vécu 2 à 3 crues de fréquence décennale. Les états initiaux à très bas débits réservés ont été limités à 1 ou 3 années ce qui donne une image pas toujours fiable de la situation. Difficile dans ces conditions de tirer des conclusions. C’est d’autant plus vrai qu’entre temps, d’autres études et suivis ont continué de montrer des impacts des réductions de débits sous les prises d’eau...
Sur 4 rivières du bassin du Lez, la très active Fédération de Pêche de l’Ariège a montré que les densités de truites adultes et pêchables (> 20 cm) situées en aval de prises d’eau hydroélectriques avec un débit réservé de 10% étaient respectivement inférieures de 40% et 51% par rapport à l’amont dans des parties de rivière en débit naturel. Toujours en Ariège, le suivi, par la même Fédération, d’un tronçon de rivière sur lequel un exploitant hydroélectrique ne respectait pas le débit réservé depuis 30 ans (30 l/s contre 70 l/s) a clairement montré qu’il y avait 90% de truites adultes et même 100% de truites pêchables en moins sous la prise d’eau.
Dans les Ardennes Belges, la mise en route d’une centrale hydroélectrique avec un débit réservé de 10% du module a conduit à une baisse de 80% des quantités d’ombres communs et de 40% pour les truites (Ovidio et al., 2004). Il s’agit toutefois d’un suivi très ponctuel sur seulement 2 saisons avant et après le démarrage de la centrale.
Sur la Rhue dans le Puy-de-Dôme, la mise en fonctionnement d’une centrale hydroélectrique a conduit à une très faible évolution des quantités de truites qui sont restées quasiment identiques de part et d’autre du barrage (ECOGEA, 2016). A la différence de la situation précédente en Belgique, la centrale Auvergnate fonctionne avec un débit réservé équivalent à l’étiage naturel de la rivière soit environ 17% du module.
En Espagne, l’étude comparative de 16 tronçons de rivières de part et d’autre de prises d’eau hydroélectriques sur la rivière Ter et ses affluents a montré que les quantités de truites étaient très souvent plus faibles en aval des barrages qu’en amont avec beaucoup moins de poissons de grande taille (Benejam et al., 2014).
Il semble donc bien que les quantités de truites et surtout les adultes soient affectées par la dérivation des débits pour la production hydroélectrique. Les réductions de débits se traduisent déjà par une perte de surface en eau et des modifications dans la disponibilité en postes de chasse. La réduction des vitesses entraîne une diminution de la disponibilité en proie et peut affecter la croissance comme l’a montré Lagarrigue (2000) avec des réductions de croissance de l’ordre de 2 cm à la 3ème année dans un tronçon court-circuité par rapport à un tronçon à débit non modifié.
Une plasticité du comportement alimentaire des truites et ses conséquences sur la croissance :
Les travaux de recherche de Lagarrigue (2000) dans les Pyrénées sur le comportement alimentaire des truites et leur croissance ont permis de montrer à la fois la plasticité de l’espèce mais également les conséquences de celle-ci sur la croissance. Les truites, dans un tronçon court-circuité s’adaptent à la diminution de la dérive des larves d’invertébrés liée à la réduction des vitesses. Leur comportement alimentaire change. Elles viennent compléter leur bol alimentaire en picorant des larves de trichoptères à fourreaux sur le fond alors qu’en débit naturel elles vont quasi exclusivement se consacrer aux larves de simuliidae et d’éphémères en dérive. La consommation plus importante de trichoptère à fourreaux a des conséquences sur la croissance. Ces proies avec les fourreaux de cailloux et brindilles sont nettement moins énergétiques que des larves d’éphémères. Si l’on ajoute à cela le fait que les truites doivent passer plus de temps pour se nourrir et donc dépenser plus d’énergie, on comprend au final qu’à température égale, elles mesurent 2 cm de moins à leur 3ème année.
Quand nos pointes de consommation d’électricité laissent des frayères et des alevins de truites à sec !
Que dire des impacts des éclusées, ces variations journalières de débits si indispensables à satisfaire nos besoins électriques ? Elles sont à l’origine de trois types d’impacts différents :
- la mise en assec de frayères,
- le piégeage et l’échouage de larves et d’alevins,
- l’entraînement forcé (la dérive) des mêmes stades de développement.
C’est dans les années 2000 sur la Dordogne en aval d’Argentat, que les premiers constats de frayères de truites asséchées lors d’éclusée ont été effectués (Lagarrigue et Lascaux, 1999, 2000 et 2001). De nombreuses études Norvégiennes ou aux USA se sont également intéressées à ce problème (Becker et Neitzel, 1985, Saltveit et Brabrand, 2013). Il s’avère que la mortalité des œufs n’est pas systématique lors des assèchements. Si des sous-écoulements d’eau se maintiennent dans les graviers, les œufs peuvent survire plusieurs jours. Par contre, après l’éclosion, la mise en assec des frayères est nettement plus préjudiciable. Les variations brutales sont également à l’origine de problèmes de piégeage et d’échouage des poissons dans des poches d’eau, des bras secondaires ou des bancs de galets déconnectées lors de la baisse des débits.
C’est encore sur la Dordogne que ces processus ont été les plus étudiés et suivis (Cazeneuve et al., 2009) avant que les observations soient également réalisées sur la basse rivière d’Ain (Aubert et al., 2013). A l’étranger, les études scientifiques sont également nombreuses sur ce sujet que ce soit aux USA, en Norvège, en Suisse ou en Autriche. Des observations de plusieurs centaines d’alevins morts sur quelques dizaines de m² de zones asséchées sont fréquentes (Hunter, 1992 ; Bradford et al., 1995 ; Halleker et al., 2003, Scruton et al. 2008 ; Korman et Campana 2009 ; Bejerano et al., 2017). L’intensité du problème dépend beaucoup de la durée des éclusées, de l’amplitude des variations et de la vitesse des baisses de débits.
Le troisième impact direct des éclusées concerne l’entraînement forcé des jeunes alevins juste après l’émergence lorsque les débits sont au maximum. Ce sont surtout les variations brutales des vitesses de courant qui vont surprendre les larves souvent cantonnées dans de faibles vitesses de courant en bordure (Liebig, 1998). La répétition journalière des vagues de débit laissera souvent peu de chances aux alevins de bien s’implanter. Plus les éclusées seront nombreuses en période d’émergence et plus le recrutement en truitelle sera affecté comme cela a été démontré sur la rivière Lez en Ariège (Hurel 2010).
Quelles sont les conséquences de tous ces impacts des éclusées sur les abondances de truites et d’ombres sous les restitutions des centrales ?
Plusieurs études ont démontré que les quantités de truites étaient plus faibles sous les restitutions des usines à éclusées mais que les impacts diminuaient lorsque l’on s’éloignait de la perturbation (Degiorgi et al., 2000 ; Valentin, 1995 ; Liebig, 1998 ; Saltveit et al. , 20020).
Dans une étude publiée en 2021 sur plusieurs rivières des Alpes Autrichienne, Hayes et al. montrent que les abondances d’ombres communs sont 8 fois plus faibles dans les sites soumis à éclusée que dans ceux à hydrologie non modifiée. Ils indiquent que les éclusées sont le principal facteur affectant les populations d’ombre avant la chenalisation, la fragmentation et la qualité des eaux. A l’opposé, une étude sur plusieurs rivières françaises (Jude et al., 2021) montre que les éclusées interviennent à un second niveau en matière d’impacts sur les poissons.
Le stockage-déstockage de l’eau dans les retenues est aussi à l’origine de modifications des régimes de températures qui affectent directement les poissons :
Sous les grands barrages, l’usage hydroélectrique restitue des eaux plus froides que la normale. Cette situation convient parfaitement aux truites et aux ombres et ceci au détriment des cyprinidés. Le cas emblématique est celui de la Dordogne avec des eaux plus froides sur les 50-60 km sous le barrage d’Argentat. Mais il existe aussi d’autres situations où le ralentissement des eaux dans les retenues va réchauffer la température et donc pénaliser les truites. La faiblesse des débits dans certains types de tronçons court-circuités peut également être à l’origine de réchauffement.
Pour terminer, il faut évoquer les impacts biologiques des « lâchers » de sédiments sous les barrages lors des opérations de vidange ou de chasse. Si la situation s’est beaucoup améliorée par rapport aux années 1980-90 où certaines vidanges de barrage restent encore dans les mémoires (cas de Villefort sur l’Altier), il n’en demeure pas moins qu’une exposition plus ou moins prolongée à des teneurs en matières en suspension élevées, des diminutions d’oxygène et quelques autres produits dérivés de l’azote (ammoniac, nitrite) ne peut pas être totalement neutre pour les truites (Newcombe et Mac Donald, 1991). Actuellement, la tendance est à déplacer le problème en diminuant la fréquence des vidanges de barrage. Pour autant, les sédiments continuent de s’accumuler, la qualité des eaux des lacs se dégradent, bref nous laissons de bien mauvais cadeaux aux générations futures !
Après cet inventaire des impacts, je pense qu’il nous est difficile de qualifier l’hydroélectricité d’énergie verte. Comme toutes nos activités, elle n’est pas neutre pour la biodiversité et nous devons en avoir bien conscience dans nos choix de modèles de développement.
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