Bilan hydrologique et écologique du Serein

Après l'Armançon et la Haute-Seine, notre association continue le tour d'horizon des bassins hydrographiques de le Bourgogne occidentale. Nous avons demandé à l'Agence de l'Eau Seine-Normandie les travaux les plus récents disponibles sur le Serein : il s'agit d'un mémoire de fin d'études AgroParisTech, réalisé en 2011 par Semah Majdouba sous la direction de MM. Bastien Pellet (Agence de l'eau) et Thierry Rieu (AgroParisTech). Le travail reprend les données disponibles dans la littérature récente et propose une analyse «pression-impact-état» des eaux superficielles (à l'exclusion, donc, des nappes phréatiques).

370 mètres de dénivelé

Le bassin versant du Serein couvre une surface de 1388 km2, située pour un tiers en Côte d'Or dans sa partie amont et pour deux-tiers dans l'Yonne dans sa partie médiane et aval. Le Serein s'écoule sur 186 km, de sa source à Beurey-Bauguay (458 m d'altitude) jusqu'à sa confluence avec l'Yonne à Bassou (88m), soit un dénivelé de 370 mètres. Il reçoit sur son cours une soixantaine d'affluents, le plus souvent des rus et ruisseaux.

La partie amont du linéaire du Serein coule des massifs du Morvan aux dépressions de l'Auxois et de la Terre Plaine. La géologie y est dominée par le socle cristallin du Morvan, datant de l'ère primaire. Les sols sur granites et roches volcaniques les plus en amont précèdent l'apparition  en aval de schistes, argiles, limons et calcaires. Les climats changement également sur le linéaire : la partie amont connaît l'influence orographique du Morvan, avec des précipitations plus importantes au long de l'année, des épisodes convectifs à précipitation intense plus fréquents, des températures moyennes plus froides en hiver comme en été.

Des étiages sévères
Du point de vue hydrologique, le Serein est marqué par une forte variabilité : on enregistre ainsi sur la station de Chablis 15m^3/s de différence entre le flux mensuel le plus faible (août, 2 m^3/s) et le plus  élevé (février, 17 m^3/s). L'étiage peut être particulièrement sévère. Dans la station amont de Bierre-les-Semur, le débit minimal sur 3 jours consécutifs (VCN3) peut être de 13 litres par seconde seulement, le débit mensuel le plus bas calculé sur 5 ans (QMNA5) s'établissant à 38 litres.

Semah Majdouba souligne que l'absence d'entretien des ouvrages hydrauliques à ces périodes d'étiage peut poser des problèmes compte-tenu de l'augmentation de la demande en eau domestique et agricole. Il serait à cet égard nécessaire d'aller plus loin et de modéliser l'étiage avec ou sans ouvrages, car ceux-ci permettent aussi des réserves d'eau aux mois les plus secs.

A ces étiages parfois sévères répondent des crues à débits conséquents : 57, 68 et 91 m^3/s pour les temps de retour à 5, 10 et 50 ans, sur la station amont de Bierre-les-Semur. Les années 1910, 1955 et 1998 ont connu les épisodes de crue les plus marqués des annales récentes.

Etat chimique et écologique :  données et résultats
Concernant la qualité des eaux du Serein, l'étude de S. Majdouba rappelle qu'une soixantaine de mesures d'évaluation sont exigibles par la directive-cadre sur l'eau. Le Serein étant divisé en 22 masses d'eau différentes (auxquelles s'ajoutent 7 autres pour ses affluents principaux), ces mesures devraient être disponibles sur chacune d'elles. C'est loin d'être le cas. Ainsi, 13 masses d'eau du Serein n'ont pas d'évaluation de leur état chimique (ni en mesures réelles ni en avis d'expert). En mesures biologiques, 3 masses d'eau seulement ont un indice poisson rivière (IPR), 9 ont un indice diatomées (IBD) et 17 ont un indice biologique global normalisé (IBGN).

Cette absence de mesures est parfois compensée par des «avis d'expert» sur certains tronçons de la rivière, mais comme nous l'avons déjà souligné, un expert fut-il excellent connaisseur de la rivière et de ses abords ne peut évidemment pas décréter des concentrations de nitrates dans l'eau, des taux d'oxygène dissous ou des concentration d'une espèce piscicole à l'hectare. Tout cela demande des prélèvements de contrôle et des analyses.

Par ailleurs, le mémoire de S. Majdouba précise pour l'état chimique (41 substances) que la masse d'eau est réputée en bon état «lorsque l'ensemble des paramètres est en bon état ou en état inconnu». Cela pose un évident problème méthodologique : par définition, «l'état inconnu» sur une substance chimique ne permet pas d'inférer que son niveau de concentration est bon, quand bien même on connaît la concentration d'autres substances.

Ces réserves étant faites, l'auteur donne l'estimation de l'état écologique du Serein sur 21 masses d'eau en fonction des données partielles disponibles sur mesures ou avis d'expert. 5 sont bon état écologique, 5 en état moyen, 4 en état médiocre et 7 en état mauvais. Les données déclassantes dont le plus souvent le carbone organique, l'oxygène dissous, les matières en suspension et l'azote (pour la physico-chimie), l'IBGN et l'IBD (pour la biologie).

Les pressions sur la rivière

Le bassin du Serein est un territoire rural, et dans l'ensemble assez pauvre. Les 115 communes riveraines ne dépassent pas 30.000 habitants au total, avec une densité quatre fois plus faible que la moyenne nationale. Aucune commune ne dépasse 3000 habitants, pas même les lus peuplées (Saulieu, Hery ou Chablis).

Agriculture (élevage bovin, céréaliculture) et viticulture représentent les principales activités  du territoire. Elles occupent plus de 13.000 hectares soit environ 60% du bassin versant. Les altérations d'origine agricole sont l'apport en nutriment ponctuel ou diffus, l'excès de carbone organique rapporté par l'auteur à l'élevage.

On compte aussi 42 sites industriels, dont 90% sont liés au domaine des vins et spiritueux dans le Chablisien. Les stations d'épuration des eaux usées (STEP) sont au nombre de 42 sur l'ensemble du linéaire, mais elles sont presque toutes à l'aval. Le réseau hydrographique du Serein recevrait en moyenne et chaque jour 138 kg de matières en suspension, 194 kg de matières organiques oxydables, 45 kg d'azote et 9 kg de phosphore au niveau des STEP. Ces valeurs sont pour les sites industriels de 172 kg (MES), 448 kg (MOx), 10,7 kg (Pt) et 6,6 kg (Nt). S'y ajoutent pour la source industrielle des métaux, phtalates, biphényles, phénols, HAP, pesticides.

Hydromorphologie et ouvrages hydrauliques 
Du côté de l'hydromorphologie, les quatre impacts sont l'absence fréquente d'arbres en bord de rivière (ripisylve), la rectification du linéaire (suppression des méandres pour faciliter les travaux agricoles), la présence d'ouvrages hydrauliques dont beaucoup non entretenus, les piétinements de berges par les bovins.

L'auteur ne consacre que trois paragraphes aux seuils de moulins et aux étangs, pour signaler que l'Agence de l'eau se propose de financer la suppression de leurs retenues et biefs. Curieusement, la « mise en place » des moulins est située dans les années 1950 et 1960, en même temps que les travaux agricoles pour rectifier les cours d'eau. Les moulins du bassin du Serein sont bien entendu plus anciens. L'observation du cadastre napoléonien montre qu'ils étaient plus nombreux au XIXe siècle qu'ils ne le sont aujourd'hui, la rivière ayant déjà emporté naturellement un certain nombre de seuils progressivement érodés.

Au demeurant , le mémoire n'insiste pas particulièrement sur le rôle des seuils dans l'hydromorphologie : l'absence de ripisylve, la rectification du linéaire et le piétinement des berges sont considérés comme les principales altérations dégradantes.

En conclusion
• Sur le bassin du Serein comme précédemment celui de l'Armançon et celui de la Haute Seine, on observe que les autorités en charge de l'eau n'ont toujours pas procédé à l'ensemble des mesures chimiques, physicochimiques et biologiques permettant d'évaluer la qualité de l'eau et ses facteurs dégradants. Les premières décisions devraient donc viser à compenser ce défaut de connaissances, faute de quoi les actions de restauration écologique de la rivière n'auront aucune garantie d'efficacité et de résultat.

• Les analyses des paramètres disponibles suggèrent que les altérations de la rivière et de ses effluents proviennent d'abord des effluents agricoles, industriels et domestiques, ainsi que de l'altération morphologique par rectification et suppression de la ripisylve.

• Les ouvrages hydrauliques – barrages et digues formant des étangs ou seuils de moulins – ne sont brièvement mentionnés dans l'étude et ne paraissent pas provoquer d'autres perturbations que très locales (tendance à l'envasement en retenue, hausse locale de température). Le seul travail récent fourni par l'Agence de l'eau ne permet donc pas de conclure que l'arasement de ces ouvrages figure parmi les actions prioritaires – ni même nécessaires – à l'atteinte d'un bon état écologique du bassin du Serein.

Référence : Majdouba S (2011), Analyse pression-impact-état des eaux superficielles du bassin hydrographique du Serein, AgroParis-Tech, Agence de l'Eau Seine-Normandie, 62 p. + annexes

Illustrations (cliquer pour agrandir)  : de bas en haut 1) A la source du Serein, dans la vallée de Beurey-Bauguay. 2) Le seuil du moulin des Issards, près de La Motte-Ternant. 3) Le Serein amont, exemple d'érosion de berge sans ripisylve et de zone de piétinement par bétail. 4) Cadastre napoléonien, secteur de Nord de Précy-sous-Thil, quatre moulins en activité au début du XIXe siècle.