La folle destruction du patrimoine des moulins à eau

 A l'occasion du Forum du patrimoine, Christian Lévêque (hydrobiologiste)  et Pierre Meyneng (président de la FFAM) reviennent sur la politique d'anéantissement du patrimoine hydraulique millénaire des rivières qui a été engagée au nom du retour à la nature sauvage et de la continuité dite "écologique". La révision de ces politiqués délétères et décriées restent la priorité des années à venir, alors que les fonds publics manquent par les aspects essentiels de la gestion de l'eau. Car tout est faux dans cette politique de "renaturation" : il n'y a aucun sens à se donner comme objectif le retour à un état de référence de la biodiversité dans le passé, il n'y aucun sens à détruire des ouvrages qui aident à la régulation des crues et sécheresses, il n'y a aucun sens à assécher des milieux d'origine humaine (retenues, biefs, canaux) mais profitant à de nombreuses espèces animales et végétales, il n'y a aucun sens à braquer les populations sur ces liquidations de patrimoine alors que des choses autrement plus graves (pollution, réchauffement, sécurité d'approvisionnement en eau) ne sont pas correctement traitées par le gestionnaire public. A l'heure où l'Europe semble décidée à réviser les erreurs de certaines politiques environnementales, les décideurs doivent urgemment changer ces arbitrages sur les rivières pour concentrer les moyens limités sur les enjeux essentiels.

"Il n’y a pas de politique de destruction des ouvrages" (en rivière), ose affirmer l'OFB...

Le Figaro magazine se penche sur la destruction massive des seuils et petits barrages associés aux moulins, un sujet qui divise les défenseurs du patrimoine de l'eau et les partisans de la restauration écologique des rivières. Alors que ces ouvrages contribuaient à réguler les cours d’eau, leur disparition suscite de vives réactions. Faut-il sacrifier cet héritage au nom de la continuité écologique? En lisant cet article, on découvre aussi que l'OFB affirme qu'il n'existerait aucune politique de destruction des ouvrages… A ce niveau de déni ou de propagande, que dire?

Lire l'article sur Le Figaro.

L’article du Figaro aborde le débat autour de la destruction des petits barrages et des retenues d’eau associés aux anciens moulins en France. Ces structures, autrefois nombreuses (jusqu’à 100 000 au 19e siècle), étaient utilisées pour actionner divers mécanismes et pour réguler les cours d’eau. Cependant, depuis une vingtaine d’années, environ 10 000 de ces retenues ont déjà été détruites, ce qui inquiète les défenseurs de ces ouvrages.

Pierre Meyneng, président de la Fédération française des associations de sauvegarde des moulins, mène une croisade contre ces destructions, affirmant qu’elles reposent sur une opposition radicale entre l’homme et la nature, sans validation scientifique. Il soutient que les petits barrages ont des fonctions écologiques positives : ils permettent de réguler les débits d’eau, favorisent l’imprégnation des nappes phréatiques et créent des zones calmes propices à la reproduction des poissons.

L’Office français de la biodiversité (OFB) et les agences de l’eau soutiennent quant à eux que la restauration des milieux aquatiques, y compris la suppression de ces seuils, est nécessaire pour rétablir la continuité écologique et favoriser le déplacement des poissons migrateurs. Ils affirment que ces petites retenues favorisent l’envasement, la prolifération d’espèces invasives et peuvent nuire à la qualité de l’eau.

D’autres voix, comme celle du géologue Pierre Potherat, mettent en avant que la suppression de ces seuils barrages a entraîné une accélération des cours d’eau, abaissant leur niveau, asséchant les nappes et tarissant les rivières en période estivale. Selon lui, cela a contribué à la disparition des truites dans des régions où elles étaient autrefois abondantes.

Quelques remarques à propos de cet article.

D'abord, le sujet ne se limite pas aux moulins, même s'ils sont l'un des plus beaux héritages hydrauliques encore présents sur nos rivières ; en réalité, tout le patrimoine hydraulique bâti est concerné, aussi bien les étangs (plus nombreux que les moulins en France) et les retenues de barrage, les canaux traditionnels d'irrigation ou ceux de navigation, le petit patrimoine qui dépend de la capacité des humains à retenir et divertir cette eau (lavoirs, douves, fontaines, etc.).

Ensuite, tout système naturel ou aménagé a des "défauts" ou des "qualités" selon que les humains procèdent à des jugements de valeur. Il est aussi vain de prétendre que les hydrosystèmes des moulins ou étangs sont parfaits ou qu'ils sont catastrophiques. Le sujet est de savoir si nous voulons revenir à une nature sauvage en détruisant toute trace humaine au seul profit d'une faune et d'une flore laissées à elles-mêmes (en particulier dans la vaste ruralité) ou si nous apprécions les interactions humains-milieux en cherchant à les améliorer sur tel ou tel aspect. L'anomalie est ici qu'une minorité aux vues très radicales sur le retour au sauvage a réussi à obtenir une influence disproportionnée  sur des choix publics, alors même que la société n'exprime nullement un désir pour cette radicalité et qu'elle apprécie au contraire les patrimoines humains de l'eau.

Enfin, l'OFB ose affirmer au journaliste : "non, il n’y a pas de politique de destruction des ouvrages". Un tel mensonge est affolant : le ministère de l'écologie pense-t-il que son administration va être respectée en proférant une telle propagande contraire à tous les faits largement documentés, à toutes les actualités de destruction et assèchement que nous commentons semaine après semaine, une réalité reconnue y compris par des audits administratifs "neutres" comme celui du CGEDD en 2016 ? Il y a évidemment une politique active de destruction des ouvrages hydrauliques français et européens, politique qui est soutenue par une fraction militante de l'administration de l'environnement (incluant des chercheurs, des experts, des agents publics des diverses structures de l'eau) et par des lobbies naturalistes ou pêcheurs de salmonidés. En arriver à le nier dit à quel point les tenants de ce choix sont désormais sur la défensive. 

Il est temps de tourner cette page sombre des politiques environnementales et d'abolir réellement la continuité écologique dans sa version destructrice, par des décisions claires à Paris comme à Bruxelles. 

Barbegal : le génie hydraulique romain révélé par les dépôts de carbonate (Passchier et al 2024)

Grâce à l'analyse minutieuse des dépôts de carbonate laissés sur les structures du plus grand moulin hydraulique de l'Antiquité, les chercheurs ont révélé une histoire fascinante d'innovation technique, d'adaptation et d'abandon progressif. Comment l'ingéniosité romaine a su exploiter la puissance de l'eau pour nourrir son économie.

Le site de Barbegal, illustration extraite de l'article de Passchier et al.

Le site des moulins de Barbegal, situé dans le sud de la France près d'Arles, est considéré comme l'un des plus grands complexes industriels de l'Antiquité. Il date du IIe siècle de notre ère et a été utilisé principalement pour la production de farine. Ce complexe hydraulique romain est alimenté par un aqueduc qui détournait l'eau vers une série de moulins à eau. Le complexe se composait de 16 moulins répartis en deux rangées de huit, ce qui en fait un exemple remarquable d'ingénierie hydraulique et industrielle de l'époque romaine. Ces moulins utilisaient des roues à eau pour moudre des céréales, principalement pour approvisionner la ville d'Arelate (aujourd'hui Arles). Le site semble avoir été abandonné progressivement au cours du IIIe siècle de notre ère. 

Le moulin fonctionnait grâce à un ingénieux système de canaux et de roues hydrauliques. L'eau, captée depuis des sources locales, était acheminée dans des canaux en bois appelés « flumes », qui alimentaient les roues en cascade. Ce système a permis une production massive de farine, ce qui suggère que le site était un centre important pour l'économie locale, peut-être destiné à alimenter non seulement la ville, mais aussi l'armée romaine. L'étude des dépôts de carbonates présents sur les structures en bois et en pierre a permis aux archéologues de comprendre l'histoire de l'utilisation et l'entretien du complexe au fil des années. 

Les dépôts de carbonate indiquent que certaines parties du moulin ont cessé de fonctionner alors que d'autres continuaient, probablement avec une utilisation modifiée. Certains éléments du complexe ont été réutilisés plus tard, par exemple comme matériaux de construction dans des bâtiments voisins. Ce site, par son ampleur et sa complexité, illustre le savoir-faire romain en matière d'exploitation de l'énergie hydraulique à des fins industrielles.

Les chercheurs (Cees W. Passchier, Gül Sürmelihindi, Pierre-Louis Viollet, Philippe Leveau et Christoph Spötl) ont entrepris une étude approfondie du complexe de moulins de Barbegal en se concentrant sur les dépôts de carbonate formés sur les structures en bois des moulins, notamment les canaux (ou flumes) et les roues hydrauliques. Leur démarche repose sur l'analyse des fragments de carbonate conservés, qui ont été récupérés lors de fouilles anciennes, ainsi que sur l'étude in situ des dépôts restants. En examinant la microstratigraphie des dépôts de carbonate, ils ont pu reconstituer l'histoire de l'utilisation, de la maintenance, et de la modification des moulins sur une période d'environ 8 ans, jusqu'à l'abandon final du complexe. Ils ont aussi effectué des analyses isotopiques pour mieux comprendre les conditions environnementales et les régimes d'écoulement de l'eau à l'époque de fonctionnement des moulins.

L'intérêt spécifique de cette démarche réside dans l'utilisation innovante des dépôts de carbonate comme archives géologiques et archéologiques, permettant de reconstituer les détails techniques du fonctionnement du complexe, souvent difficiles à obtenir à partir des seules structures architecturales. Les carbonates offrent une image unique de l’histoire des moulins, notamment sur la durée d'utilisation de chaque flume, les changements dans la taille des roues hydrauliques et les ajustements techniques, comme l'élévation des canaux pour s'adapter à des roues de tailles différentes.

Les conclusions principales des chercheurs montrent que le complexe a connu des modifications techniques durant son exploitation, notamment le remplacement de deux roues et l'ajustement de la pente des canaux. Ils ont aussi découvert que certaines parties des flumes ont été réutilisées à des fins industrielles après l'arrêt des moulins, et que les dépôts de carbonate révèlent une dégradation progressive des structures. Enfin, cette étude souligne l'importance des systèmes hydrauliques dans l'économie romaine et apporte de nouvelles perspectives sur la manière dont les complexes industriels de cette époque étaient opérés et entretenus.

Traduction du résumé de l'étude 

"Le complexe de moulins romains de Barbegal en France est la plus grande structure préindustrielle d'Europe. Les incrustations carbonatées formées par l'eau circulant dans les bassins, sur les canaux et les roues hydrauliques du complexe du moulin sont en partie préservées. Les plus gros fragments de carbonate proviennent de trois canaux en bois qui servaient autrefois aux roues de trois moulins en train de huit. Les dépôts se sont formés à partir de la même eau qui se déplaçait d’un moulin à l’autre. La forme, la microstratigraphie et les profils d'isotopes stables des dépôts de chaque canal révèlent une histoire d'utilisation unique pour chaque usine au cours des 8 dernières années d'exploitation jusqu'à leur abandon définitif. Les dépôts de carbonate des parois latérales des canaux varient en forme en raison des différences de pente des canaux pendant le fonctionnement, associées aux meules de différentes tailles dans différents bassins. Au moins un des canaux devait être mobile et soulevé pour accueillir une roue de moulin de taille différente. Pendant 8 ans, deux meules ont été échangées et un canal a été mis hors service. Les dépôts de carbonate de deux canaux ont ensuite été réutilisés à des fins industrielles inconnues dans un bassin d'eau, et l'un d'eux a ensuite été intégré comme spolia dans un bâtiment à la fin de l'Antiquité."

Référence : Passchier CW et al (2024), Operation and decline of the Barbegal mill complex, the largest industrial complex of antiquity, Geoarchaeology, doi: 10.1002/gea.22016

Le moulin et le bief de Longvic peuvent renaître

Dans l'article publié le 5 février 2024 (Bien Public), la nouvelle maire de Longvic, Céline Tonot, discute des priorités de la ville. Elle mentionne l'impossibilité de remettre en eau un bief pour des raisons réglementaires, contrairement aux engagements antérieurs, alors qu'une crue avait partiellement emporté un seuil de répartition des eaux de l'Ouche. Notre association réagit.

© Damien Rabeisen / France 3 Bourgogne

Commentaire de l'association Hydrauxois

Le moulin et le bief de Longvic peuvent renaître

Suite à l'article paru le 5 février 2024, il est nécessaire de rectifier certaines informations concernant le projet de remise en eau du bief à Longvic. José Almeida, l'ancien maire, s'était engagé à cette remise en eau avant la fin de son mandat, selon le BP du 7 mars 2023. Hélas, il n'en a rien été, les dossiers sur l'eau étant toujours entravés en France par un harcèlement normatif peu gérable. Contrairement aux déclarations de Céline Tonot, la nouvelle maire, aucune considération réglementaire ne s'oppose formellement à ce projet. En effet, le site est soumis à l'obligation de rétablir la continuité écologique, ce qui inclut la protection des poissons et des sédiments, mais la loi et la jurisprudence permettent de reconstruire totalement ou partiellement un ouvrage.

Il serait inexact  d'affirmer que la loi demande la destruction du bief ou de l’ouvrage; aucune loi ne le stipule. Au contraire, les moulins et leurs ouvrages sont protégés par la législation depuis la loi de 2021 ayant réformé l'article L 214-17 du code de l'environnement, interdisant même l'obtention de subventions pour leur destruction. Ce moulin de Longvic, fondé sur titre en 1858, avec son bief, représente un patrimoine à valoriser pour ses aspects culturels, historiques, et écologiques. Il contribue à la gestion des risques d'inondation en servant de bras secondaire à la rivière Ouche. Il abrite une faune et une flore spécifiques.

La remise en eau du bief offrirait un espace de refuge pour la faune aquatique en période de sécheresse et permettrait la production d'énergie renouvelable, comme le démontre l'exemple de Plombières-les-Dijon qui relance un projet hydro-électrique. En 1921, la puissance du moulin était de 89,2 kW, preuve de son potentiel énergétique notable. La loi française demande aux collectivités de développer les énergies renouvelables sur leur territoire, or l'énergie de l'eau est parmi les plus populaires : il appartient aux élus de l'inventorier et d'aider à la développer.

Notre volonté de voir un projet alternatif se réaliser reflète l'intérêt patrimonial, écologique, et énergétique que représente le bief pour Longvic et ses habitants. Nous appelons les citoyens à se manifester en ce sens.

La production des moulins à eau et petites centrales hydro-électriques en France

Les 463 sites de moins de 150 kW qui injectent de l'électricité sur le réseau représentent aujourd'hui une puissance cumulée de 43 MW. Cette donnée ne tient pas compte de l'autoconsommation des moulins à eau, dont la production n'est pas connue. Le chiffre de 43 MW pour 463 sites est encourageant  puisque la France dispose d'un patrimoine déjà installé de près de 70 000 seuils et barrages qui ne sont pas équipés, outre le potentiel de nouveaux sites. Nous appelons donc les pouvoirs publics à s'engager à une hausse continue du taux d'équipement énergétique des chutes des rivières. Il s'agit de demander aux agences de l'eau (SDAGE) et aux syndicats de bassin (SAGE) d'en faire un objectif systématique de leur programmation. Aujourd'hui, ces instances se désintéressent trop souvent du sujet, voire détruisent les ouvrages hydrauliques à potentiel producteur. 

Des communes de plus en plus nombreuses (ici Gœulzin) sont intéressées par la relance locale des moulins à eau présents sur leur territoire. Plusieurs dizaines de milliers de sites seraient équipables. 

A la question du député Marc Le Fur sur la production électrique des moulins à eau, le ministère de l'écologie apporte la réponse suivante.

L’analyse du Registre national des installations de production et de stockage d’électricité produit par le gestionnaire du réseau de transport d’électricité (RTE) (données publiques en date du 31/07/2023) fait état des informations que vous trouverez ci-dessous (https://www.data.gouv.fr/fr/datasets/registre-national-des-installations-de-production-et-de-stockage-delectricite-au-30-09-2023/).

Le tableau présente par région et département les puissances cumulées ainsi que le nombre d’installations hydroélectriques dont la puissance est inférieure à 150 kW, seuil qui peut représenter les moulins à eau équipés pour la production hydroélectrique. Ces chiffres ne tiennent compte que des installations raccordées au réseau de distribution, c’est-à-dire uniquement celles capables de fournir une aide au réseau électrique et n’intègrent donc pas les chiffres de l’autoconsommation.

La puissance totale cumulée de ces installations s’élève à environ 43 MW soit près de 0,07% de la puissance du parc de production d’énergie renouvelable en France et 0,029 % de la puissance électrique installée en France (sur la base des données RTE au 31 décembre 2022).

A titre de comparaison, la puissance totale installée de l’ensemble de ces 463 installations représente l’équivalent de la puissance de 7 éoliennes en mer actuellement installées au large de à Saint-Nazaire. Ces valeurs rappellent le caractère très limité de la production énergétique des installations hydroélectriques de faible puissance dans le mix électrique, sans pour autant remettre en cause le fait qu’il produise une électricité décarbonée qui participe donc à l’objectif de décarbonation de mix énergétique.

Ainsi, l’État soutient financièrement le développement de ces installations avec l’arrêté du 13 décembre 2016 fixant les conditions d’achat et du complément de rémunération pour l’électricité produite par les installations utilisant l’énergie hydraulique des lacs, des cours d’eau et des eaux captées gravitairement, dit H16. Ce soutien automatique est conditionné au respect et à la conciliation de l’ensemble des enjeux de l’utilisation de la ressource en eau, notamment des enjeux de biodiversité.

Sous la responsabilité des préfets, la procédure d’autorisation au titre de la loi sur l’eau permet aujourd’hui une gestion équilibrée des projets de petite hydroélectricité au plus près des territoires. Il s’agit d’une politique ciblée et mesurée, qui cherche à concilier les enjeux de restauration des fonctionnalités des cours d’eau avec le déploiement de la petite hydroélectricité.

Aujourd’hui, un producteur d’une installation d’une centaine de kilowatts peut espérer, grâce au H16, un tarif d’environ 170€/MWh produit. Ce niveau de tarif est très nettement supérieur au prix de marché de l’électricité sur les 10 dernières années et est très supérieur également aux prix de marché futur français.

Nos commentaires :

• La petite hydro-électricité est un petit apport au mix énergétique français et européen : tout le monde est d'accord sur ce point. Mais chaque kWh compte lorsqu'on parle de la transition énergétique et de la souveraineté géopolitique.
• Les données du ministère ne comptabilisent pas l'autoconsommation, qui est assez répandue dans le monde des moulins à eau car une puissance de quelques kW n'a pa forcément intérêt à injecter sur le réseau avec les complexités que cela implique en dossier. Cette autoconsommation n'a aucun coût pour la collectivité puisqu'elle n'a aucune aide publique sur le prix du MWh. Elle tend plutôt à soulager le réseau. 
• Les administrations publiques en charge de l'eau (agences de l'eau, OFB, syndicats) n'ont pas tendance à soutenir le développement hydro-électrique des bassins versants, et certains de ces acteurs sont même engagés dans une vision naturaliste de destruction maximale des seuils et barrages pour revenir à une sorte de rivière sauvage idéalisée ou de nature théorique vidée de ses humains. Ce qui est un problème évident de conflit entre politiques publiques, outre les conflits sociaux liés au refus de cette idéologie.
• Il est notable que 463 sites seulement représentent une puissance de l'ordre de 43 MW. Il existe en effet environ 50 000 moulins à eau en France, et environ 20 000 seuils et barrages n'étant pas des moulins à eau mais disposant d’une chute et un débit équipables. Même en faisant l'hypothèse (raisonnable) que les ouvrages non équipés sont plutôt moins puissants que ceux équipés, cela signifie que le potentiel des sites existants est bien de l'ordre du GW. 
• Outre la puissance, il faudrait compatibiliser l'énergie : le facteur de charge d'une installation hydraulique est généralement de 50 à 70%, davantage en zone hydraulique fluviale régulière. Donc 1 MW de solaire, d'éolien ou d'hydraulique ne produit la même quantité d'énergie sur une année.
• Concernant le tarif de rachat du MWh en petite hydraulique, il est certainement possible de l'améliorer si la filière est en enfin soutenue (objectif assumé par l'acteur public d'une hausse du taux d'équipement de toutes les rivières), si des offres plus standardisées d'équipement se développent grâce à cette garantie d'objectif public et si les exigences environnementales sont révisées de manière plus raisonnable par rapport aux excès documentés depuis la décennie 2010 (le soutien public à l'achat du MWh est conditionné à de nombreuses exigences qui impliquent des chantiers coûteux et des baisses de productible). 

Voici ci-dessous la production par répartition géographique, associée à la réponse du ministère. Le fichier Excel peut être téléchargé ici

Faible impact d'un moulin à eau sur la température de la rivière (Donati et al 2023)

Etudiant un moulin à eau dont le seuil et la retenue sont typiques de ce patrimoine hydraulique, des chercheurs ont analysé son impact sur les températures de l'eau. Leur travail très précis montre un impact faible en moyenne journalière, variable en tranche horaire et selon le niveau de la colonne d'eau, avec parfois des réchauffements et des refroidissements. Les auteurs concluent au faible effet thermique global de ce type de moulins à eau. Ces études sur les ouvrages hydrauliques sont à généraliser, car les politiques publiques les concernant ont une base scientifique faible en données, ainsi que des biais bien identifiés. 

Le moulin étudié sur l'Erve en Mayenne, photos et illustrations extraites de Donati et al 2023, art. cit.

La question de l'impact des retenues d'eau sur le régime thermique des rivières est souvent évoquée, mais il existe encore peu de données précises de terrain. C'est le cas en particulier pour les moulins à eau, qui forment avec les étangs l'une des principales sources de retenues en lit mineur de rivière.  

Sept chercheurs (Francesco Donati, Laurent Touchart, Pascal Bartout, Quentin Choffel, François Le Cor, Célia Carceles et Alban Cairault) ont procédé à une analyse détaillée d'un moulin de la rivière Erve. Le moulin de Thévalles est situé sur cet affluent de rive droite de la Sarthe, dont le bassin versant couvre 380 km2. À son exutoire, la rivière a une longueur de 71 km et un module de 2,72 m3/s – "dans la classe des cours d'eau mésoréiques modérés, l'une des plus répandues en métropole"; précise l'étude. 

Le moulin exploite le cours d'eau grâce à un seuil de 10 m de large et 2 m de haut. La hauteur nette de la chute du déversoir varie de 1,40 à 1,50 m en débit moyen. En période de hautes eaux, la chute peut disparaître par effacement de la différence entre l’amont et l’aval. Au centre du lit, deux vannes de décharge servent à vidanger la retenue. La surverse se fait à un niveau égal à celui du seuil en rivière. Au niveau du moulin proprement dit, une vanne ouvrière permet la mise en mouvement de la roue hydraulique, d'un diamètre de 5,60 m. La retenue créé par le seuil a une surface de 2 ha, une longueur de 1500 m et un volume de 31000 m3. Ces caractéristiques placent plutôt le moulin à eau étudié dans la catégorie des ouvrages les plus importants de ce type. Donc a priori les plus impactants pour la grandeur ici étudiée, à savoir la température de l'eau. 

Cette température de l'eau a été mesurée sur une année complète par des chaînes de 6 capteurs à différentes profondeurs, avec un point de mesure dans la retenue, un point de mesure à 100 m en amont du remous de la retenue, un autre à 100 m en aval du seuil, dans l'émissaire. "Grâce à cette méthodologie, 75177 données de température ont été collectées pour l'ensemble des stations de mesures pendant la période d'observation. Elles donnent un aperçu des effets du moulin et de ses annexes sur la température de l'eau", notent les auteurs.

Voici leurs principales conclusions :

"L'étude menée au niveau du moulin de Thévalles, un site assez représentatif de la réalité française en termes d'hydrologie et d'infrastructures qui l'équipent, donne un aperçu inédit des effets thermiques de ce type d'ouvrage, notamment en ce qui concerne les moments de fonctionnement de leur roue hydraulique. Des effets sur la température de l'eau ont été observés uniquement pendant l'été et le début de l'automne, quand la retenue de seuil qui s'étale à l'amont du moulin était stratifiée. Pendant les périodes d'inactivité du moulin, les eaux rejetées par le seuil en rivière ont engendré à la fois des réchauffements et des refroidissements de l'eau, perceptibles uniquement à l'échelle horaire et rarement supérieurs au degré centigrade. Pendant les périodes d'activité du moulin, les eaux qui franchissent la vanne de fond et actionnant la roue hydraulique ont eu un effet à peine observable sur la température de l'eau du tributaire, majoritairement dû à l'effet dilution des eaux rejetées par le seuil en rivière. Ainsi, bien que d'autres études soient sans doute nécessaires pour pouvoir les confirmer, les résultats obtenus montrent une faible emprise de l'activité des moulins à eau sur la température de l'eau pour des rivières comme l'Erve."

Plus en détail, la recherche montre qu'il existe une amplitude thermique entre la température de surface et la température de fond (image ci-dessous, cliquer pour agrandir), surtout marquée en été. Cela souligne qu'un seul point de mesure ne permet pas forcément de trancher. Et que le régime des petites retenues est complexe, avec une stratification thermique à variation saisonnière. 

Cette autre figure montre la différence de température dans la colonne d'eau un jour d'été. 

Si l'écart moyen journalier est faible entre l'amont et l'aval, il peut varier au sein de la journée, avec des hausses ou des baisses comme le montre cette autre figure ci-dessous (cliquer pour agrandir). 

Le tableau ci-dessous montre finalement les températures moyennes mensuelles à l'amont et à l'aval de la retenue de seuil de Thévalles pendant les périodes d'inactivité du moulin :

Les auteurs remarquent : "Pour mieux comprendre l'ampleur des effets thermiques engendrés par la retenue de seuil de Thévalles quand le moulin n'est pas en activité, nous les avons comparés à ceux observés par L. TOUCHART (2001) au niveau de l'étang du Theil, dans le département de la Haute- Vienne. En effet, ce plan d'eau présente un volume (23300 m3) similaire à celui de la retenue de Thévalles et il est équipé d'un déversoir de surface, dont le fonctionnement est similaire à celui d'un seuil en rivière. À l'échelle journalière, cet étang réchauffe son émissaire de mars à octobre et le refroidit de novembre à février : juin est le mois où l'on observe les augmentations de température les plus fortes, +6,97°C en moyenne, alors que janvier est celui où les diminutions de température sont les plus marquées, -2,19°C en moyenne. Sur trois années de mesure, le réchauffement moyen de l'émissaire a été de 2,1°C. En raison de ces considérations, nous pouvons affirmer que l'effet des moulins sur la température des cours d'eau quand ils ne sont pas en activité semblerait être faible, voire négligeable comparé à d'autres facteurs pouvant altérer la température de l'eau (radiation solaire, température de l'eau, ripisylve), du moins pour ce qui concerne les rivières qui présentent des conditions similaires à celles de l'Erve."

Discussion

Aussi surprenant que cela puisse paraître, les politiques publiques concernant les ouvrages hydrauliques (directive cadre européenne sur l'eau 2000, loi française sur l'eau 2006) ont été lancées sur une base scientifique faible. Les retenues sont très nombreuses (sans doute un demi-million en France sur lit mineur ou en connexion directe de lit mineur), mais elles sont très peu étudiées, contrairement à d'autres milieux (rivière, lac, estuaire). Dans les travaux qui se publient et qui informent les politiques publiques, ces retenues sont presque toujours analysées sous un angle naturaliste et ichtyologique assez ciblé (la déviation locale de population biologiques en lien à un ouvrage, en particulier les assemblages de poissons ou les poissons migrateurs), mais elles ne sont pas considérées comme des biotopes à part entière dont les propriétés physiques, chimiques, biologiques doivent être inventoriées et comprises avec précision. Au demeurant, les sciences sociales de l'eau sont aussi très lacunaires concernant les représentations, pratiques et usages de la petite hydraulique. Pourtant, l'ouvrage en rivière est au centre de nombreux choix publics sur l'énergie, le patrimoine, le paysage, la régulation de l'eau, la biodiversité, le tourisme, les loisirs et agréments. Mais cette complexité a été gommée au profit d'un discours simpliste ne voyant qu'un "obstacle à l'écoulement". 

Ce travail mené par Francesco Donati et ses collègues est donc précieux. Il confirme ce que pressentait le sens commun, à savoir que l'effet d'un ouvrage est proportionné en premier ordre à ses dimensions. L'hydraulique ancienne est de taille modeste, pas si différente de phénomènes naturels comme des barrages d'embâcles ou de castors : on ne s'attend donc pas à des impacts très significatifs, hors la création d'un milieu propre (retenue, bief) qui aura localement un fonctionnement et un peuplement un peu différents des tronçons non barrés de la rivière en amont et en aval. 

Nous souhaitons la généralisation de tels travaux, tant au plan de la recherche scientifique que dans les programmes d'acquisition de données des syndicats de rivières, fédérations de pêche, bureaux d'études, agences de l'eau, offices de la biodiversité, conservatoires d'espaces naturels et autres acteurs locaux de l'eau. Nous souhaitons également que certains biais de perception et de représentation disparaissent dans la conception des politiques publiques, en particulier l'incroyable négligence des milieux semi-anthropisés et anthropisés, qui forment l'essentiel des linéaires de rivière et plans d'eau dans les bassins versants à très ancienne occupation humaine. Nous avons grand besoin d'une écologie, d'une hydrologie, d'une géographie et d'une sociologie des milieux hybrides comme les retenues et biefs de moulins, mais aussi tout le reste du patrimoine hydraulique et des écosystèmes transformés par les occupations successives des bassins versants. 

Référence : Donati F. et al (2023), Les effets des moulins à eau sur la température des cours d'eau : l'exemple du moulin de Thévalles, Physio-Géo, 19, 1, 65-82

A lire sur le même thème

Les retenues des moulins sont-elles lentiques, lotiques ou mixtes? (Donati et al 2019) 

Effet de petits barrages sur la température estivale de l'eau en rivières de Bresse (Chandesris et al 2019) 

L'impact sédimentaire des moulins et petits ouvrages anciens de rivière a été surestimé (Peeters et al 2020)

Les ouvrages hydrauliques réchauffent ou refroidissent l'eau selon leur nature (Seyedhashemi et al 2021) 

Un petit film sur les moulins et les castors

Patrice Cadet (FFAM, Association des moulins de la Loire) a réalisé un film instructif sur les castors et les moulins. Arpentant les rivières de sa région, le chercheur rappelle que le régime naturel des rivières a toujours été la fragmentation, en particulier par les castors qui construisent des barrages en série dans les petits et moyens cours d'eau des zones boisées. On l'observe aujourd'hui puisqu'après avoir frôlé l'extinction au 19e et au 20e siècles, le castor fait son grand retour et produit à nouveau des retenues d'eau un peu partout sur nos rivières. Evidemment, et c'est l'objet du film de Patrice Cadet, le castor aide aussi à comprendre le caractère aberrant de l'obsession de la "continuité" écologique en long par destruction de tout seuil et toute retenue d'origine humaine. Car les changements fonctionnels de l'eau et du sédiment opérés par le castor (création d'un barrage et d'une chute, parfois d'un canal latéral, apparition d'un plan d'eau à écoulement lent, meilleure alimentation locale en eau des sols, des nappes, de la végétation, auto-épuration d'intrants, etc.) sont souvent ceux que certains prétendent catastrophiques et "anti-naturels"! Quant aux moulins, outre leur rôle bénéfique en création de retenues d'eau et canaux, ils permettent d'aller un peu plus loin que le castor et de produire des choses utiles, comme par exemple l'énergie hydro-électrique très bas-carbone. A condition que l'administration française de l'eau respecte la loi et favorise leur relance, au lieu de chercher à les détruire et à assécher les bassins versants...

Pour visionner : 

La recherche scientifique va-t-elle enfin étudier les ouvrages hydrauliques autrement que comme "impact"?

A la conférence Integrative Science Rivers tenue à Lyon l’été dernier, neuf chercheurs français ont appelé à une démarche scientifique pluridisciplinaire pour éclairer tous les effets de la restauration de continuité écologique. Ces chercheurs emploient le terme juste de «socio-écosystème» pour désigner la rivière. Nous commentons ici leur point de vue, et nous les invitons à constater que la recherche dont ils sont représentants a surtout été intéressée ces 20 dernières années par la compréhension des ouvrages hydrauliques comme «impact» à faire disparaître. Alors, quand commence-t-on à les étudier autrement? 

Maria Alp et ses collègues sont intervenus à la conférence IS Rivers pour exposer leur analyse des effets de la restauration écologique sur les systèmes fluviaux, faite à partir d’une revue de la littérature scientifique et grise. Voici le résumé de leur intervention :

«La réglementation environnementale, à l’échelle européenne comme à l’échelle nationale, détermine des objectifs écologiques pour la gestion des rivières. Elle incite les acteurs publics en France à mettre en place une politique ambitieuse de restauration des cours d’eau. Or, les rivières ne peuvent aujourd’hui être dissociées des nombreux usages anthropiques dont elles font l’objet. Cela rend nécessaire de les envisager dans des perspectives multiples et d’intégrer les connaissances de plusieurs disciplines pour comprendre et éventuellement prédire les effets d’un projet de restauration sur les différents compartiments de ces socio-écosystèmes. Nous nous sommes focalisés sur la restauration de la continuité écologique, enjeu d’un débat public très animé en France, et avons réalisé une analyse interdisciplinaire d’un corpus bibliographique large. L’étude poursuit deux objectifs principaux : 1) identifier les limites des connaissances scientifiques actuelles sur les effets de la restauration de la continuité écologique des rivières; 2) identifier les points de vigilance qui pourraient être déterminants pour la trajectoire prise par le socio-écosystème fluvial suite à un projet de restauration. Sans viser une synthèse exhaustive, ce travail propose une perspective interdisciplinaire sur le sujet et encourage les chercheurs et les praticiens travaillant sur la restauration des cours d’eau à s’approprier la complexité des socio-écosystèmes que forment les rivières, de façon à gagner en assurance face aux inévitables incertitudes associées au choix de restaurer, ou de ne pas restaurer. »

Les chercheurs rappellent  que les sciences de l’environnement ont acquis des outils plus performants pour prédire l’évolution d’une rivière depuis un état initial et selon un choix de restauration : modélisation des habitats, du réseau trophique, des flux géniques, etc. 

Ils soulignent néanmoins que la dépendance au contexte de chaque projet crée des inconnues et incertitudes : héritage de la pollution, niveau des populations sources d'espèces cibles, usage des sols dans le bassin fluvial, situation socio-économique locale, variations des conditions climatiques, occurrence d'inondations majeures, etc. L’échelle de temps de la réponse du milieu à une restauration écologique est aussi variable : «plusieurs décennies peuvent être nécessaires aux communautés aquatiques pour trouver un nouvel équilibre». En outre, la restauration écologique a des effets sur la vie de la rivière et des riverains : «Bien que principalement guidée par des objectifs écologiques, la restauration des rivières affecte inévitablement les questions socio-économiques liées aux rivières, notamment la gestion des risques (par exemple, la lutte contre les inondations et la pollution), la diversité de leurs utilisations (par exemple, la production hydroélectrique, la navigation, le tourisme) et la perception des rivières par la population locale (par exemple, attachement émotionnel à des paysages spécifiques)».

Ces points sont soulignés dans la littérature sur la restauration écologique, mais ils progressent lentement faute de rigueur dans le suivi de projet : «La rareté des données de haute qualité et à long terme suite aux projets de restauration, ainsi que la rareté des projets où les effets environnementaux et sociaux de la restauration sont documentés avec rigueur, limitent notre capacité à faire progresser nos connaissances sur les effets de la restauration. Nous insistons ainsi sur l'importance cruciale d'une surveillance à long terme qui doit commencer bien avant le projet de restauration lui-même et doit être associée à une standardisation, un stockage et une gestion rigoureux des données.»

Finalement, les auteurs soulignent «l'importance de créer une culture commune de la rivière entre les acteurs concernés par un éventuel projet de restauration ainsi qu'entre les différentes disciplines de recherche concernées par le thème de la restauration fluviale», en pointant que «la restauration de la continuité de la rivière concerne toujours un territoire spécifique avec contexte écologique et social spécifique, et elle doit être considérée dans le contexte de la trajectoire à long terme de ce socio-écosystème spécifique».

Discussion

Nous notons avec intérêt l’usage de la notion de «socio-écosystème», actant le fait que la rivière n’est pas simplement un fait de nature, mais aussi un fait de culture, une réalité hybride. Reste une énigme : cette vue existait déjà dans des textes des années 1980-1990 à l’occasion notamment d’ateliers du Piren, or elle semble avoir été marginalisée ensuite au profit d’un «naturalisme» moins riche, moins ouvert, consistant seulement à voir l’eau dans ses paramètres physiques, chimiques et surtout biologiques. La faiblesse de sciences sociales et humanités de l'eau s'observe dans l'ensemble de la recherche sur ce thème, comme l'ont montré récemment deux chercheurs. Il est cependant dommage que la communauté scientifique attende les années 2020 et l’échec relatif d’une politique publique (continuité écologique) pour se souvenir que systèmes sociaux et systèmes naturels ne sont pas dissociables. Encore plus dommage que cette communauté n’alerte pas de temps en temps le décideur sur les problèmes prévisibles que rencontrera toute politique naturaliste ignorant la part humaine des modifications de la nature. 

Concernant la continuité écologique, on remarquera que la continuité latérale ne fait pas à notre connaissance l’objet d’opposition à haute intensité, hors la difficulté locale d’acquérir le foncier riverain indispensable. Pas grand monde ne s’oppose à la recréation de zones humides ou d’annexes des lits, au reprofilage de berge, au reméandrage ou à la recharge sédimentaire de lit. Au pire le ratio coût-bénéfice de ces opérations est discuté, ce qui n’est pas toujours illégitime eu égard à la dimension encore expérimentale de la restauration écologique et au manque de suivi sérieux des effets. 

Le problème s’est en fait concentré sur un phénomène précis : le choix de la continuité longitudinale par destruction des ouvrages hydrauliques, de leurs milieux, de leurs fonctions, de leurs usages. De toute évidence, l’opposition suscitée par ce choix de restauration a révélé un défaut préalable de compréhension de la réalité du socio-écosystème de la rivière. 

Le cas des moulins

Prenons le cas des moulins. Il est intéressant puisque, en dehors des grands fleuves  et des zones urbaines, ces sites représentent probablement entre la moitié et les trois-quarts des «obstacles à l’écoulement» référencés sur les petits et moyennes rivières en France. Le moulin n’est pas juste un «vestige», il représente avec l’étang piscicole et la canalisation urbaine la plus ancienne et la plus répandue des interventions techniques humaines sur le lit mineur ayant des traces toujours présentes aujourd’hui. Outre ses biefs (canaux) qui, dans certaines zones, sont quasiment les dernières annexes latérales du lit mineur dans la plaine d’inondation. Dans bien des vallées, on peut faire l’hypothèse (à vérifier par la recherche) que la rivière aménagée par ces ouvrages à compter du Moyen Âge a pu créer au fil du temps un état écologique alternatif relativement stable, certes différent de celui d’une rivière non-aménagée, mais dont le supposé défaut de «fonctionnalité» reste à caractériser au cas par cas et à échelle du bassin (non pas à décréter a priori par rapport à un modèle théorique de rivière libre).

Combien peut-on compter de publications scientifiques sur ces moulins depuis la loi sur l’eau de 1992 et plus encore celle de 2006 ayant inauguré la politique de «continuité écologique» (longitudinale)? Est-ce que les sciences se sont penchées sur une réalité aussi massive de dizaines de milliers d’ouvrages en rivières (110 000 à leur plus forte présence au 19e siècle) dont plus de 10 000 en rivières classées restauration de continuité écologique, des ouvrages ayant contribué à façonner l’histoire, le paysage, la morphologie, l’hydrologie et la biologie de nombreux bassins? Est-ce que l’acteur « moulin », qui compte deux fédérations et des centaines d’associations, qui conserve une place symbolique et une présence hydraulique dans tant de villages, a été envisagé par les sciences humaines, sociales et politiques? Ne serait-ce que pour des raisons pratiques, y a-t-il eu un effort savant pour caractériser la diversité fonctionnelle des ouvrages de moulin, de leurs impacts hydrologiques, piscicoles et sédimentaires, de leur priorité de traitement?

Pour assurer une veille sur ce sujet, nous pouvons témoigner que peu de choses ont été publiées en recherche revue par les pairs, en dehors de trop rares travaux de géographie sociale (souvent motivés par des controverses), en histoire environnementale et analyse géomorphologique sur la longue durée, ainsi que de récentes avancées autour du « limnosystème », des états semi-lotiques et des écotones de transition. 

Une culture partagée suppose une recherche diversifiée

Le manque d'investigation scientifique sur la réalité des ouvrages hydrauliques et de leurs différentes dimensions est un problème. Il regarde aussi la direction de la recherche, le choix de ses objets, la collecte des faits, la formation des praticiens, l’information du décideur public et en dernier ressort du citoyen. 

• Si nous devons partager une «culture de la rivière», il faut encore que cette culture soit correctement informée, et non biaisée au départ par une avalanche d’études sur certains aspects et une négligence quasi-complète sur d’autres. 
• Si la rivière est un socio-écosystème, il nous faut comprendre comment le «socio» et l’«éco» se déploient et interagissent, non seulement dans la société actuelle, mais aussi dans la construction historique des rivières et de leurs bassins versants, qui co-détermine leur dynamique présente et future. 
• Si les praticiens de la restauration doivent intégrer le «contexte local», il leur faut pour cela des grilles d’analyse et des méthodologies, donc un travail scientifique antérieur de compréhension des réalités (et non de réduction des réalités à un seul angle en vue d’un seul objectif). 
• Si la restauration écologique veut être acceptable et acceptée, elle peut difficilement se présenter sur un territoire en disant du moulin (comme de bien d’autres) «c'est juste un impact», c’est-à-dire en avançant (même sous la sophistication de concepts savants) une idéologie assez brutale de la nature «normale» sans humain et de l’humain comme présence «anormale» dans un milieu, en négligeant aussi l’évidence matérielle des habitats d’origine anthropique en place autour des ouvrages.

La conférence IS Rivers proposait dans son programme 4 visites techniques dont deux sur des sites industriels, Génissiat (CNR) et Romanche Gavet (EDF). Il nous semble probable que le ton des visites ne consistait pas à promouvoir la disparition hydraulique de ces éléments du patrimoine industriel et la vie économique locale. Or le même raisonnement s’applique à des petits sites qui, fussent-ils simplement des moulins, des étangs, des plans d’eau, des canaux, sont l’objet d’un attachement riverain, ont des usages familiaux, sociaux ou économiques, ont toujours des dimensions culturelles, symboliques et imaginaires, sont parfois là depuis des siècles et disposent alors de singularités hydro-écologiques d’intérêt. 

Les associations, syndicats et collectifs attachés à la défense et à la valorisation des ouvrages hydrauliques pour des raisons patrimoniales, culturelles, énergétiques, économiques ou autres accueilleront à bras ouverts des doctorants ou des chercheurs voulant étudier ces ouvrages et leur hydrosystème local, dans le contexte de leur bassin, selon un angle pluridisciplinaire. L’invitation est lancée : à la recherche de dire si elle est intéressée !

Référence : Maria Alp, Fanny Arnaud, Carole Barthélémy, Marylise Cottet, Christelle Gramaglia, et al. Taking an Interdisciplinary perspective to disentangle complex effects of restoring ecological continuity in riverine socio-ecosystems.  4ème Conférence internationale I.S.Rivers, Jul 2022, Lyon, France. Hal-03760362

Une nouvelle estimation du productible des moulins à eau en France

La fédération de moulins FFAM vient de produire une très intéressante analyse du potentiel de production des moulins à eau en France. L'avantage de sa méthodologie est qu'elle part des données du référentiel des obstacles à l'écoulement (ROE) de l'Office français de la biodiversité. Les moulins à eau représentent plus de 800 MW de potentiel hydro-électrique à équiper, soit un gisement très appréciable pour la plus populaire des énergies renouvelables – surtout quand elle s'installe sur un site traditionnel de moulin déjà en place depuis des siècles! La politique publique d'encouragement et d'accompagnement de la remise en service des moulins à eau est une urgence face à la crise climatique et à la pénurie énergétique. 

A compter de la loi sur l'eau de 2006, l'Office français de la biodiversité (OFB), qui s'appelait alors l'Onema, a créé une base descriptive des "obstacles à l'écoulement" sur le lit mineur : buses, seuils, barrages, digues, écluses, ponts, etc. La base compte déjà plus de 100 000 entrées, et elle n'est pas encore complète. 

La FFAM est partie de cette base pour analyser la part des moulins à eau dans le ROE et pour étudier leur capacité de production hydro-électrique. L'exercice n'est pas facile car le ROE n'a pas été renseigné dès le départ avec la typologie et l'origine de chaque ouvrage hydraulique, ni toujours avec la hauteur de chute utile. Un modèle a donc été conçu à partir des données renseignées pour extrapoler, avec contrôle sur un territoire.

Il ressort les chiffres-clés suivants :

- 103 867 ouvrages sont décrits dans le ROE dont 87 827 encore présents (19 000 détruits),

- 60% des ouvrages ont des informations,

- on peut estimer que 70% des ouvrages du ROE sont à l'origine des moulins à eau,

- 36 000 moulins sont équipables de turbine (avec chute suffisante de plus de 1,2 m)

- la puissance estimée est de 802 MW

- le productible estimé est de 2,8 TWh

Ces chiffres sont cohérents avec ceux de l'étude Punys et al 2019, qui arrivait à un ordre de grandeur de 3 à 4 TWh mais en incluant la production par roue, et non seulement par turbine. L'étude de la FFAM est d'ailleurs conservatrice puisqu'elle part pour les turbines d'une hypothèse de 3500 heures de production pleine puissance (sur les 8760 heures d'une année). Beaucoup de petits sites producteurs de nos adhérents sont légèrement sous-équipés par rapport au débit pour assurer une plage de production plus large dans l'année.

Nous demandons à nos lecteurs de télécharger cette étude et de la diffuser à leurs députés et sénateurs, qui examinent le projet de loi d'accélération de l'énergie renouvelable en fin de ce mois. 

Il convient aussi d'envoyer ce travail sur votre rivière aux maires, aux responsables du syndicat de bassin, aux responsables "eau" de la préfecture, dont le rôle est d'engager chaque territoire dans la transition énergétique. La loi en fait déjà obligation depuis 2019 dans le cas de la petite hydro-électricité, tout comme la loi interdit la destruction de l'usage actuel et potentiel d'un ouvrage hydraulique depuis 2021. Mais il faut maintenant traduire ces lois en réalité donc agir, notamment accompagner la relance du maximum de moulins à eau sur chaque bassin versant. 

Nous attendons que le ministère de la transition écologique, les services publics de l'Etat, des établissements publics et des collectivités accomplissent leur devoir d'intérêt général et concrétisent les orientations définies par le parlement. 

Télécharger l'étude (lien pdf)

Des chercheurs proposent de protéger et ré-investir le patrimoine des moulins à eau (Angelakis et al 2022)

Une équipe pluridisciplinaire de chercheurs grecs, allemands, espagnols et iraniens vient de publier dans la revue Water une très intéressante monographie sur l'histoire des moulins à eau et sur les opportunités de les restaurer dans une logique de développement durable de l'Europe. Les chercheurs appellent à protéger et ré-inventer cet héritage productif plutôt que le remettre en question et le détruire, comme l'interprétation maximaliste de certaines règlementations européennes a été tentée de le faire dans la décennie passée.

Les moulins à eau sont inventés au premier siècle avant notre ère, et la technologie connaît une diffusion rapide car elle permet de convertir une énergie naturelle en force mécanique dédiée à de nombreux usages différents – la mouture des céréales panifiables parmi bien d'autres. Andreas N. Angelakis et ses collègues viennent de publier une étude qui synthétise nos connaissances sur cette histoire, mais qui se penche aussi sur l'avenir des moulins à eau, à une époque où l'Europe envisage un développement durable fondé sur l'exploitation de ressources renouvelables.

Voici le résumé de leur travail :

"De nos jours, la réutilisation du patrimoine agricole/industriel bâti est une pratique courante dans le monde entier. Ces structures représentent d'excellents symboles du long passé agricole/industriel. Ces technologies agricoles/hydroélectriques servent également de monuments d'identités socioculturelles, en particulier dans les zones rurales et dans les petites exploitations. 

Un exemple d'une application réussie des technologies agricoles pour les petites exploitations est le moulin à eau. En exploitant l'énergie de l'eau, ils ont été utilisés pour la production traditionnelle de farine et d'autres produits (par exemple, l'huile d'olive) et les travaux nécessitant de l'énergie, avec un rôle majeur dans l'évolution du paysage traditionnel/culturel. Les moulins à eau ont été utilisés pour entraîner un processus mécanique de fraisage, de martelage, de laminage et font partie du patrimoine agricole, culturel et industriel. Pendant environ deux millénaires, la roue hydraulique du moulin vertical a constitué la première source d'énergie mécanique dans de nombreuses régions du monde. Les moulins à eau ont été le premier appareil à convertir les ressources naturelles d'énergie en énergie mécanique afin de faire fonctionner une certaine forme de machinerie. 

La préservation/gestion des moulins à eau est difficile en raison de leur abandon à long terme et du manque d'informations/de connaissances sur leur valeur. Les autres obstacles rencontrés lors de leur modernisation et/ou de leur préservation sont le manque d'incitations économiques suffisantes et des autorisations/législations complexes. 

La durabilité et la régénération des moulins à eau à travers les siècles sont passées en revue pour l'histoire et l'archéologie agricole/industrielle. L'histoire des moulins à eau à l'époque préhistorique et historique, y compris l'ancienne Perse / Iran, la Chine ancienne, l'Inde ancienne, le monde islamique, la Crète vénitienne, l'Europe médiévale, l'Amérique et enfin l'époque actuelle, est discutée. 

Le résultat de cet examen permet de comprendre l'importance de la conservation, de l'optimisation et du développement des moulins à eau. Il aidera à en savoir plus et à réaliser un développement durable/régénérateur pour les petites exploitations en ce qui concerne les crises de l'eau et de l'énergie, actuelles et futures."

Les auteurs soulignent dans la conclusion que dans toute l'Europe, la remise en question des moulins à eau au nom d'une approche naturaliste exigeant le retour à une rivière sans "obstacle" (continuité écologique, libre écoulement) a entraîné une vive réaction de leurs usagers et riverains. Cette image venue d'Allemagne (land de Hesse, 400 moulins menacés) rappelle que le cas n'est pas limité à la France. 

Protestation allemande contre des politiques hostiles aux ouvrages hydrauliques. ("l'hydroélectricité doit rester - stop à la politique environnementale unilatérale! - l'hydroélectricité a besoin d'un avenir en Hesse")

Discussion

Malgré leur rôle important dans l'évolution des bassins versants depuis 2 millénaires, les moulins à eau sont à bien des égards un objet orphelin d'étude scientifique sérieuse. Nous saluons donc ce regain d'intérêt des chercheurs et nous appelons à l'amplifier. 

Certains acteurs sociaux aiment bien se référer à "la science" pour appuyer leur position. Ils oublient cependant que "la science" ne se résume pas à une discipline (par exemple l'écologie de conservation, souvent mise en avant ces temps-ci), et qu'il existe de multiples manières d'envisager la rivière, ses héritages, ses usages. Il nous semble intenable que les bureaucraties publiques de l'Union européenne ou de ses Etats-membres persistent à travailler en silo, avec des expertises déconnectées les unes des autres, des propositions normatives issues de connaissances parcellaires et répondant à des aspirations sociales elles aussi fragmentées. 

L'échec de la politique de destruction des ouvrages hydrauliques reflète avant tout la sous-information des décideurs lorsqu'ils discutent de normes, avant cela le problème de financement équilibré et diversifié des recherches publiques. Une autre étude récente vient ainsi de montrer que les sciences sociales et humanités de l'eau sont incroyablement sous-représentées dans les travaux scientifiques (Wei et Wu 2022). Il n'est pas étonnant qu'une recherche trop biaisée sur ses objets et trop pauvre sur ses angles finisse par inspirer des politiques insatisfaisantes.

Référence : Angelakis AN et al (2022), Sustainable and regenerative development of water mills as an example of agricultural technologies for small farms, Water, 14, 10, 1621.

Les illustrations sont extraites de l'article, droits réservés.

Analyser le seuil en rivière comme créateur d'un écotone de retenue (Donati et al 2022)

Quatre universitaires français proposent, à partir de leur propres travaux d'observation et d'une revue bibliographique de la littérature scientifique, un changement de théorie sur l'approche des seuils en rivière : loin de pouvoir être réduits à des "anomalies" sans valeur propre, ces ouvrages hydrauliques et leur retenue sont des écotones, c'est-à-dire des milieux à gradients environnementaux faisant émerger des propriétés physiques, chimiques et biologiques dignes d'intérêt. Les chercheurs soulignent que très peu d'études sont réellement faites de ces milieux de retenue avec ouvrages, alors que de nombreux indicateurs suggèrent qu'ils sont intégrés de longue date dans le paysage fluviatile et qu'ils peuvent servir à gérer de manière intéressante l'eau des bassins versants. Une étude à faire lire de toute urgence aux instances publiques en charge de l'eau qui n'ont pas été capables depuis 10 ans de financer un programme sérieux de recherche sur les centaines de milliers de retenues, plans d'eau, étangs que compte le réseau hydrographique français. 

En écologie, un écotone se définit comme un milieu de transition, une discontinuité marquée par un gradient environnemental où les conditions abiotiques (physiques, chimiques) et biotiques (vivant) changent plus ou moins soudainement. Parmi les exemples très connus d'écotone, les lisières de bois entre milieu ouvert et fermé, les estuaires entre milieux salins et d'eau douce, les zones humides entre milieux terrestres et aquatiques. 

Les écotones modifient les flux de certaines grandeurs, et du même coup produisent des émergences locales de propriétés nouvelles. "Une conséquence directe de la capacité des écotones à modifier les flux est celle qui les amène à devenir des zones de stockage et de redistribution des ressources. En effet, après avoir été piégés, les substances et les matériaux s’accumulent au sein de ce type d’environnement, qui peut les bloquer à jamais, les recycler ou les redistribuer de manière graduelle, contribuant au fonctionnement des milieux avoisinants et à la survie des espèces qui les peuplent", soulignent Francesco Donati, Laurent Touchart, Pascal Bartout et Quentin Choffel.

L'objet de leur travail est de fonder en raison une nouvelle hypothèse de recherche : voir les ouvrages en lit mineur de rivières, en particulier les seuils (de gué, de moulins, d'étangs, de plans d'eau), comme des écotones, c'est-à-dire des discontinuité intégrée dans le paysage fluviatile et créant des gradients locaux. 

Voici le résumé de leur étude :

"Très répandues au sein des cours d’eau contemporains, la nature des retenues de seuil est encore mal comprise et les sciences de l’eau peinent à les placer au sein des autres milieux aquatiques continentaux. Certains les voient comme des tronçons de cours d’eau dégradés, qui ont perdu totalement ou partiellement les traits typiques des milieux lotiques ; d’autres les perçoivent comme de véritables écosystèmes, qui possèdent des fonctionnalités propres et qui jouent un rôle au sein des dynamiques environnementales. Dans une recherche que nous avons récemment publiée, nous assimilons le fonctionnement des retenues de seuil à celui des écotones et, dans cet article, nous souhaitons mieux développer notre théorie. En effet, ces deux types d’environnements sont gouvernés par des gradients environnementaux et présentent les mêmes fonctionnalités, c’est-à-dire la capacité à filtrer la matière, à stocker et redistribuer les substances et à constituer un véritable habitat pour différents types d’organismes. Cette nouvelle vision des retenues de seuil peut même s’étendre à d’autres milieux aquatiques construits par l’homme, à titre d’exemple les étangs. Elle ouvre d’intéressantes perspectives de recherche et offre une nouvelle approche de gestion, qui ne considère plus ce type d’environnement comme un simple obstacle au sein des fleuves et rivières, mais comme des milieux intégrés dans les paysages fluviatiles d’aujourd’hui et avec leurs propres fonctionnalités."

Un seuil en rivière et sa retenue créent une rupture locale dans la pente hydrographique, une moindre vitesse de l'eau sur l'emprise de la retenue, une moindre énergie de transport,  des variations conséquentes dans la turbidité, la conductivité, la stratification thermique, la circulation des sédiments, la dissolution des composants chimiques, et bien sûr les types d'habitats pour les communautés d'espèces.

Le point essentiel des auteurs est qu'il ne faut plus réduire l'analyse scientifique du seuil et de son système local à un paradigme simpliste opposant le milieu naturel "sain" à un milieu artificiel "dégradé" par nature (et donc sans intérêt a priori). Beaucoup d'études citées dans cette revue bibliographique rappellent divers services écosystémiques associés aux retenues et plans d'eau.

"Cette nouvelle vision des retenues de seuil offre de vastes perspectives de recherche, qui peuvent la fortifier et apporter une meilleure connaissance de ce type d’environnement. En effet, les retenues de seuil sont encore assez méconnues et de nouvelles études sont sans doute nécessaires pour mieux définir leurs caractéristiques. À titre d’exemple, il est nécessaire de clarifier quel est le rôle de la gestion anthropique sur leur fonctionnement, car les seuils en rivière qui les forment sont dans la plupart des cas équipés d’éléments mobiles qui permettent de réguler les flux d’eau, c’est-à-dire d’agir sur le gradient environnemental qui gouverne ces espaces. Ainsi, il est intéressant de comprendre comment évoluent les fonctionnalités des retenues de seuil quand ces annexes hydrauliques sont manœuvrées. Ensuite, il est nécessaire de mieux définir quels sont les impacts amont-aval engendrés par les seuils en rivière et les espaces qui se forment à leur amont sur les compartiments abiotiques et biotiques des cours d’eau, qui sont souvent évoqués dans les documents de gestion. Il est nécessaire de mieux caractériser le fonctionnement biotique de retenues de seuil, promouvant des études qui les considèrent comme de véritables écosystèmes et pas comme des corps étrangers aux cours d’eau. Enfin, nous pensons qu’il serait intéressant d’approfondir la possibilité pour les retenues de seuil de devenir des zones de refuge pour la faune aquatique et donc de jouer un rôle important dans la recolonisation des portions asséchées au cours d’un étiage sévère : ceci est sans doute un service écosystémique particulièrement important dans un contexte de dérèglement climatique comme celui que nous connaissons actuellement."

Enfin, l'analyse du seuil comme écotone prend acte du caractère "hybride" de la nature dans les zones très anciennement peuplées (comme l'Europe), c'est-à-dire le co-construction des systèmes fluviaux par la présence humaine, ainsi que des possibilités de mobilise ces seuils dans une gestion de l'eau favorable aux objectifs de développement durable. 

"D’un point de vue épistémologique, cette nouvelle vision des retenues de seuil s’inscrit dans le courant de pensée qui voit la nature d’aujourd’hui comme un objet hybride (Lespez et Dufour, 2020, 2021) et les milieux anthropiques non pas comme des milieux dégradés, mais comme de véritables nouveaux écosystèmes, fonctionnels et parfaitement intégrés aux dynamiques environnementales (Hobbs et al., 2006, 2009, 2013). La présente étude développe cette approche sur ce type d’environnement, qui ne serait plus une entité étrangère aux cours d’eau, mais un espace bien intégré aux fleuves et aux rivières, copiant les fonctionnalités des milieux naturels. Cela sous- entend la nécessité d’une gestion permettant à cet objet de rester écotone, afin de préserver ses bienfaits naturels, économiques ou sociaux. À titre d’exemple, on peut considérer la possibilité des retenues de seuil d’écrêter les polluants. Ce dernier aspect est à notre avis particulièrement important pour certains pays d’Europe, dont le réseau hydrographique est dense de seuils en rivière et qui, en même temps, sont soumis à la Directive Cadre sur l’Eau (DCE-2000), qui met en avant la réduction des polluants pour l’atteinte du bon état écologique des masses d’eau. Après avoir mis en place des stratégies de gestion adéquates, les retenues de seuil peuvent donc devenir des alliés valides dans la lutte contre ces substances et pour le respect des préconisations législatives."

Discussion

La publication de Francesco Donati et de ses collègues apporte une perspective originale et féconde dans l'analyse des hydrosystèmes fluviaux. Elle synthétise de nombreux travaux venant de la recherche scientifique, confirmées par l'observation critique des politiques de l'eau, en particulier :

• la nécessité d'intégrer la réalité de la modification historique déjà très ancienne des rivières et des bassins versants, ayant notamment créé des états écologiques alternatifs stables autour des complexes moulins-étangs installés depuis quelques siècles,
• le manque de sens à promouvoir en politique publique un "état de référence" morphologique de la rivière ou un "état de nature" qu'il s'agirait de "restaurer", vu la dimension évolutive des complexes milieux-usages et le contexte anthropocène d'une accélération des changements liés aux activités de l'espèce humaine, 
• l'existence de fonctionnalités propres et de services écosystémiques attachés aux ouvrages, pas seulement dans leurs visées anciennes (par exemple produire de l'énergie, permettre une pisciculture), mais aussi dans des foncions émergentes d'intérêt socio-écologiques (par exemple épurer des intrants, créer des refuges d'étiage, diversifier les peuplements d'un tronçon, élargir le spectre d'adaptation au réchauffement climatique).

Outre la retenue étudiée par F. Donati et ses collègues, un autre objet important d'analyse pour les sciences de l'eau serait le bief de moulin (ou le canal d'irrigation en hydraulique agricole). A notre connaissance, ce point est quasi-orphelin d'étude dans la littérature scientifique – on trouve un peu de travaux sur la diversité biologique dans les canaux et fossés agricoles – et il est invisible dans les analyses techniques préparatoires de chantier de continuité écologique. Quand on supprime un ouvrage et donc une retenue de type moulin ou usine à eau, on supprime souvent aussi un complexe de biefs et sous-biefs, pouvant être très étendu (plusieurs kilomètres parfois), avec des annexes humides et des fonctionnements assez variés, une diversité de rives, d'écoulements et de sédiments pouvant être forte. Engager des recherches sur ce point serait nécessaire, car une politique aveugle de continuité par suppression d'ouvrage assèche hélas aussi ces linéaires très importants de milieux aquatiques et humides. Et la rehausse des rives par rapport aux lits incisés fait qu'il n'y a au final plus d'annexes latérales en eau, une fois le complexe ouvrage-retenue-bief disparu. On détruit les écosystèmes anthropisés, mais on ne retrouve pas pour autant les écosystèmes pré-humains.

D'un point de vue concret, ce travail avec d'autres soutient notre souhait d'intégrer pleinement les milieux aquatiques et humides d'origine humaine dans les législations françaises et européennes de protection de l'environnement. Cette évolution normative permettra de résoudre des contradictions et impasses nées de la volonté d'opposer la nature à la société dans une certaine approche écologique (savante ou politique), ou bien encore de valoriser la dimension naïvement "sauvage" des rivières au détriment des réalités physiques, chimiques, biologiques, sociales bien plus complexes de ces cours d'eau.

Références : Donati F et al (2022), Caractérisation biophysique des milieux situés à l’amont des seuils en rivière: l’écotone retenue de seuil, VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement, 22, 1

Les 10 mensonges sur les moulins et étangs que nous ne voulons plus entendre

Les ouvrages hydrauliques anciens de nos rivières (moulins, forges, étangs) ont été bâtis par dizaines de milliers au fil des deux derniers millénaires. Ils ont fait l’objet en France d’une campagne de harcèlement, dénigrement et destruction fondée sur des arguments trompeurs ou mensongers. Voici les 10 manipulations les plus fréquentes auxquelles les propriétaires, riverains et leurs associations doivent répondre systématiquement. Loin d’être nuisibles à l’intérêt général et la transition écologique, les ouvrages des rivières en sont un outil.

Les moulins et étangs sont la principale cause de disparition des poissons migrateurs.

Faux. La recherche scientifique a montré que les poissons migrateurs comme le saumon et l’anguille étaient encore présents dans les têtes de bassin au début du 19e siècle, alors qu’il y avait déjà des centaines de milliers d’ouvrages en rivière sous l’Ancien régime. Le déclin des migrateurs depuis 150 ans est d’abord associé à la construction de grands barrages, à la pollution de l’eau, du sédiment et des estuaires, au changement climatique.

Les moulins et étangs sont les premières causes de mauvais état écologique des rivières.

Faux. Tous les travaux de recherche montrent que les deux premières causes d’un mauvais état écologique d’une rivière (au sens de la directive cadre européenne) sont les pollutions chimiques et l’occupation humaine du lit majeur du bassin versant. La morphologie (forme de la rivière) ne vient qu’ensuite et, au sein de la morphologie, ce ne sont pas les ouvrages hydrauliques qui ont le plus d’impact.

Les moulins et étangs sont nuisibles à la biodiversité.

Faux. Les ouvrages hydrauliques créent des milieux en eau (retenues, biefs, zones humides attenantes) qui accueillent des peuplements de faune et de flore. Les populations d’invertébrés et de poissons ne sont pas les mêmes dans une rivière avec ou sans ouvrage, mais cela n’implique pas en soi une disparition du vivant. De nombreux sites hydrauliques créés par les humains jadis sont classés ZNIEFF, Natura2000, Ramsar.

Les moulins et étangs aggravent les sécheresses.

Faux. C’est le contraire : tout ce qui favorise la rétention et la diversion de l’eau entre la source et la mer permet de nourrir en eau les sols, les aquifères, la végétation proche. Détruire des ouvrages en rivière incise les lits, baisse les nappes, renvoie plus vite l’eau à la mer comme si la rivière était un tuyau devant tout chasser très vite. De plus, un plan d'eau n'évapore pas davantage l'eau qu'une zone humide naturelle.

Les moulins et étangs aggravent les crues.

Faux. C’est là encore le contraire : le fait de retenir l’eau dans des dizaines de milliers de petits réservoirs et de la divertir vers des canaux latéraux tend à ralentir les ondes de crues, à réduire le risque d’inondation éclair à l’aval, à mieux gérer les épisodes de crues.

Les moulins et étangs polluent l’eau.

Faux. Loin de nuire à l’autoépuration comme l’ont indûment prétendu des autorités, les ralentissements d’écoulement liés aux ouvrages (des humains, des castors, des embâcles) sont favorables à la dépollution locale par minéralisation et bioaccumulation. En outre, les propriétaires d’ouvrages gèrent les déchets flottants envoyés dans l’eau par les riverains et usagers indélicats. 

Les moulins et étangs nuisent à l’environnement.

Faux. La recherche scientifique a montré que les plans d’eau peu profonds peuvent rendre jusqu’à 39 services écosystémiques à la société. Il y a donc des bénéfices socio-environnementaux à ces ouvrages, l’important est de les gérer de manière informée et responsable, avec une bonne compréhension des enjeux écologiques, hydrologiques et sociétaux.

Les moulins et étangs représentent un potentiel d’énergie bas-carbone négligeable.

Faux. Une étude scientifique commandée par l’Europe a montré que la mobilisation de 25000 moulins français pourrait produire 4 TWh, soit la consommation électrique hors chauffage d’un million de foyers. Cette énergie hydraulique sur site déjà existant a le meilleur bilan carbone et matières premières. Et au moins deux fois plus d’ouvrages pourraient produire.

Les moulins et étangs sont sans usage.

Faux. Il existe un usage d’agrément massif par les propriétaires et les riverains des ouvrages hydrauliques et de leurs annexes, un engagement pour le petit patrimoine culturel, technique et paysager, une relance énergétique croissante de sites, une production alimentaire locale (farines traditionnelles, huiles, piscicultures). Il s’agit d’encourager et non décourager cette réappropriation utile et active du patrimoine.

Les moulins et étangs sont d’intérêt particulier, pas d’intérêt général.

Faux. Les ouvrages hydrauliques sont conformes à la gestion équilibrée et durable de l’eau telle que définie par la loi, expression de la volonté générale. Le Conseil constitutionnel a posé en 2022 que le patrimoine hydraulique et l’énergie hydro-électrique relèvent de l’intérêt général. 

Pourquoi les moulins, forges, étangs ont-ils été diabolisés en France depuis 20 ans, au point qu’il y a eu une tentative pour les détruire systématiquement ? Parce que deux publics particuliers ont développé dans notre pays une idéologie simpliste et un harcèlement anti-ouvrages : certains  pêcheurs de salmonidés qui ne supportent aucune entrave (supposée) à la maximisation des poissons liés à leur loisir (truite, saumon) ; les partisans intégristes du retour à la nature sauvage qui critiquent par principe toute présence humaine dans un milieu (cette approche militante pouvant inspirer des paradigmes scientifiques ou des expertises, ce qui n'ôte rien à son biais initial de militantisme). Hélas, les administrations liées au ministère de l’écologie (direction eau et biodiversité du ministère, agences de l’eau, office français de la biodiversité, direction régionale environnement, aménagement et logement, direction départementale des territoires et de la mer) ont repris les éléments de langage de ces publics pourtant très minoritaires et ont développé elles aussi une vision manichéenne, incomplète voire trompeuse sur les ouvrages hydrauliques. Un aspect non-dit de cette propagande : la France prend du retard dans la lutte contre la pollution de l’eau et pour la maîtrise de ses usages quantitatifs, donc faute d’avoir le courage d’affronter ces problèmes de fond, on détourne l’attention sur des sujets totalement secondaires, voire on désigne des boucs émissaires. 

Ces pratiques de l’Etat et de ses administrations doivent non seulement cesser – d’autant qu’elles ont été condamnées à plusieurs reprises par les cours suprêmes de justice –, mais il convient que les politiques publiques à échelle nationale et territoriale s’engagent dans une vision positive des ouvrages hydrauliques au service de la transition écologique, énergétique et climatique. Les rivières du 21e siècle auront toujours des ouvrages hydrauliques de moulins, d'étangs mais aussi de barrages à divers usages. Et ceux-ci représentent un formidable atout pour baisser les émissions carbone, gérer le cycle de l’eau, relocaliser l’économie et les loisirs, assurer des habitats au vivant des zones aquatiques et humides.