L'agence de l'eau Loire-Bretagne reconnaît les échecs de la continuité écologique... mais fonce dans le mur en ne changeant rien!

Le programme d'intervention 2019-2024 de l'agence de l'eau Loire-Bretagne va faire l'objet d'un recours contentieux en annulation de la part des associations de moulins et riverains, comme celui de Seine-Normandie. Le motif en est que ces agences continuent de payer la casse des barrages et moulins avec l'argent des contribuables, malgré le bilan lamentable de cette politique décriée. Dans le cadre de la procédure, nous nous sommes procurés le compte-rendu préparatoire de ce programme d'intervention en Loire-Bretagne : il faut rappeler que les moulins et riverains sont exclus des débats, n'étant pas représentés en comités de bassin et ne recevant pas les projets de résolution pour une concertation en amont. Dans ce document, l'agence de Loire-Bretagne reconnaît explicitement tous les problèmes de la restauration hydromorphologique (premier poste budgétaire, avant celui des pollutions agricoles ou celui des pollutions domestiques), et en particulier les problèmes de la continuité : manque de prévisibilité des résultats, coûts financiers importants, opposition majoritaire des premiers concernés (riverains et maîtres d'ouvrage), effets négatifs sur les propriétés. Et quelle est la réponse de la bureaucratie de l'eau? On continue de plus belle pour 5 ans! Mais cette gouvernance aberrante et autoritaire est en faillite partout en France : les citoyens ne supportent plus ces gabegies et ces harcèlements des administrations publiques pour des projets inutiles, voire néfastes. 

Depuis 10 ans, la politique de destruction des barrages imposée par l'administration produit des conflits et des divisions au bord des rivières. L'Etat est dans le déni massif de cette réalité, préférant financer des lobbies pour prétendre que sa politique répond à une demande sociale forte et à un intérêt écologique majeur, ce qui est faux (source).

Voici quelques exemples des "freins relatifs aux mesures de restauration hydromorphologique des cours d'eau" relevés dans le document de l'agence de l'eau Loire-Bretagne.

Pifométrie : impossibilité de prévoir les effets des mesures
L’hydroécologie est, de manière générale, un domaine complexe. Le lien entre certaines interventions sur le seul milieu physique, qui souvent n’est pas le seul à être altéré, et la réponse biologique, qui généralement répond à une multiplicité de facteurs anthropiques et naturels, est difficile à mettre en évidence, a fortiori à prévoir.
Les référentiels scientifiques et techniques en termes de typologie de travaux de restauration hydromorphologique sont encore relativement récents et les retours d’expérience existent, mais sont encore insuffisants pour bien prévoir leur efficacité et, surtout pouvoir adapter les modes d’intervention aux contextes locaux pour mieux garantir cette efficacité.

Apprentis sorciers : pas de réel retour sur la pertinence écologique vu le temps de réponse
Les temps de réponse de l’hydrosystème fluvial aux actions de restauration sont variables, très aléatoires dans le temps et dans l’espace, en fonction du type de cours d’eau et de la taille du bassin versant, et ceci indépendamment de l’efficacité intrinsèque de la restauration. Ceci rend difficile l’appréciation de la pertinence – au sens de l’amélioration effective de l’état écologique - des programmes de mesures mis en œuvre.

Tant pis pour le climat : incompatibilité avec la politique publique bas carbone (hydro-électricité)
Des convergences sont à rechercher avec d’autres directives européennes (directive inondation, directive énergies renouvelables, etc.), ce qui peut avoir des incidences sur la réalisation des projets de restauration. Ces incidences peuvent être négatives (réduction du niveau d’ambition, allongement des délais), ou positives (projet à plusieurs objectifs).
Le cas de la Directive énergies renouvelables, dont un des objectifs est le développement de l'hydroélectricité est un exemple significatif des difficultés à faire converger de manière cohérente les politiques publiques, celles-ci étant le plus souvent abordées de manière sectorielle. En effet, les installations hydroélectriques peuvent sur certains territoires avoir un impact majeur sur les milieux aquatiques rendant d'autant plus complexe la mise en œuvre efficace de mesures de restauration de l'hydromorphologie. Par exemple, le relèvement des débits réservés ou la mise en œuvre de régimes hydrologiques plus naturels en aval des grands barrages, s'accompagnent le plus souvent d'une moindre efficacité énergétique.

Gabegies et matraquage économique : coûts financiers excessifs, désengagement des acteurs
Les coûts peuvent conduire à revoir le niveau de l’objectif poursuivi ou à répartir l’effort sur plusieurs plans de gestion et ce d'autant plus que ces dépenses représentent des engagements difficiles dans le contexte économique actuel malgré les aides accessibles.
Par ailleurs, certains acteurs se désengagent progressivement des co-financements des projets de restauration et le 11e programme de l’agence de l’eau Loire-Bretagne est élaboré dans un contexte général de baisse des moyens financiers et humains.

Déni démocratique : forte opposition des riverains à la destruction des ouvrages et des paysages
La faible acceptation de ces interventions et la multitude de propriétaires concernés rendent le travail de concertation long et complexe à la fois pour des opérations ponctuelles et pour les opérations de restauration ne relevant pas d'une obligation réglementaire des propriétaires.
Les interventions de restauration le long des berges touchent à la propriété foncière et sont, dans la plupart des cas, d’abord perçues par les propriétaires privés ou exploitants des parcelles concernées comme allant à l'encontre de leurs intérêts (restauration de la mobilité latérale et donc érosion des parcelles riveraines, augmentation de l'inondabilité sur des secteurs où les lits ont été recalibrés...). Par ailleurs, les riverains sont majoritairement attachés aux ouvrages en lit mineur (moulins, vannages, etc.) et au paysage fluvial pour leurs usages socio-économiques, d'agrément et leur valeur patrimoniale. Les projets de restauration hydromorphologique rencontrent dès lors souvent une opposition de riverains, laquelle s'est structurée et renforcée ces dernières années, ce qui n'avait pas été perçu lors de la définition des précédents programmes de mesures.

Nous rappelons que la politique de continuité écologique, avant tout héritière de demandes halieutiques (non écologiques en soi) centrées sur quelques poissons appréciés de certains pêcheurs, a de nombreux impacts négatifs quand elle est orientée sur la disparition des sites comme c'est le cas aujourd'hui :

• elle détruit le potentiel hydro-électrique bas carbone donc contrevient aux engagements énergétiques et climatiques de la France,
• elle détruit des retenues, lacs, étangs, canaux et zones humides favorables au vivant,
• elle détruit le patrimoine historique et paysager des rivières françaises façonnées depuis 1000 ans par les moulins et étangs,
• elle laisse des rivières à sec ou à très faible tirant d'eau en été, ce qui va s'aggraver avec le changement climatique,
• elle représente un coût public considérable qui doit être redirigé d'urgence vers la lutte contre les pollutions diffuses, la mise aux normes des assainissements et des gestions d'eaux pluviales, l'accompagnement vers une agriculture durable,
• elle est sous-informée scientifiquement et conçue de manière simpliste, car elle a été envisagée pour optimiser la rivière au bénéfice de quelques espèces de poissons sans intégrer la complexité du vivant, l'évolution spatiale et temporelle de la biodiversité, la dynamique hydroclimatique et la diversité des représentations sociales.

La destruction des ouvrages hydrauliques doit être combattue en dehors des cas rares de sécurité et salubrité prévus par la loi, ou bien lorsqu'il y a consensus local des riverains et propriétaires pour engager un autre projet paysager. Seuls des aménagements non destructeurs (vannes, passes à poissons) sont utiles et d'intérêt général, là où il existe un besoin réel sur des espèces rares et menacées dans leur cycle de vie. Avec, bien sûr, le devoir de bonne gestion des ouvrages.

Source : Comité de bassin Loire Bretagne, Séance plénière du 28 novembre 2018.

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La valeur écologique des petits plans d'eau doit être reconnue et préservée (Bolpagni et al 2019)

Etangs, lacs, plans d'eau, canaux, tourbières, mares, marais... de nombreux petits systèmes d'eau lentiques et stagnants sont présents dans les bassins versants, nourris tantôt par les pluies, les nappes ou les cours d'eau. Ils attirent moins l'attention que les rivières et grands lacs : pourtant, leur apport en écologie est essentiel, notamment dans les bassins versants impactés par l'agriculture ou l'urbanisation. Un passage en revue de la littérature scientifique récente (2004-2018) souligne le rôle de ces petits plans d'eau dans la biodiversité, l'épuration des polluants, le refuge face au changement climatique. Les chercheurs appellent à une évolution de la directive-cadre européenne sur l'eau pour intégrer cette réalité dans la gestion publique. C'est une urgence en France, où une politique mal informée de continuité écologique conduit à la destruction de nombreux étangs, plans d'eau et canaux comme à l'assèchement de leurs zones humides annexes.

Les petits plans d'eau (PPE) sont des masses d’eau lentiques peu profondes (moins de 20 m) et d’une superficie comprise entre 1 m2 et plusieurs ha (≤ 10 ha), incluant des petits lacs, retenues, gravières, étangs, mares et zones humides. Elles sont pérennes ou temporaires, avec une origine naturelle ou artificielle. Leur source principale d’alimentation en eau peut varier : dépôts atmosphériques uniquement (type ombrotrophe), eaux de surface ou eaux souterraines. Ces typologies diversifiées sont couplées à un très large spectre de taux d’interconnexion ou d’isolement (dans le temps et dans l’espace) avec le réseau hydrologique de surface. Il y a donc une grande diversité de fonctionnement des PPE, expliquant leur capacité à accueillir du vivant à échelle du bassin.

Rossano Bolpagni et 5 collègues universitaires ont passé en revue la littérature scientifique récente sur ces petits plans d'eau. Ils constatent que les nombreuses preuves de leur intérêt écologique "ne se traduisent pas en réglementations contraignantes et programmes politiques capables de produire une stratégie de protection globale. Cela contraste avec les résultats de plusieurs études mettant en évidence la contribution essentielle des PPE à la biodiversité locale, régionale et mondiale. (...) Cela est imputable aux dimensions relativement petites et à la complexité structurelle et biotique intrinsèque des PPE, ce qui limite considérablement la possibilité d'établir des mesures générales de conservation, ainsi que d'acquérir des données de qualité sur leur statut ou des valeurs de naturalité."

Leur recherche sur les études scientifiques concernant la valeur écologique des PPE a produit 118 articles correspondaient au sujet, dont 62 pour la période récente 2013-2018. Sur l'ensemble de la période considérée (2004-2018), les habitats cibles des études sur les PPE étaient principalement des étangs (49,2%) et des zones humides (25,4%). Les autres types d’habitat pris en compte en tant que PPE (tourbières, chenaux, lacs, mares, rizières, plans d'eau, marais) ont été beaucoup moins étudiés avec des taux largement inférieurs à 10,0%.

Les macro-invertébrés benthiques (43,2%), la flore vasculaire (incluant également les plantes non strictement aquatiques 19,5%) et les macrophytes (plantes exclusivement aquatiques 18,6%) ont été les plus étudiés. En revanche, peu d’articles ont traité d’amphibiens (8,5%), d’oiseaux (3,4%), d’algues (3,4%) et de mammifères (0,8%).

Les chercheurs observent : "Rosset et al., Fuentes-Rodríguez et al, Tóth et al, Briers, Hill et Wood, Bazzanti, Wissinger et al, Harabiš et Hill et al offrent des exemples clairs des travaux les plus récents de PPE. Ces auteurs ont détecté des taux élevés de biodiversité et la présence de taxons rares ou menacés hébergés dans des étangs, qui ont tendance à augmenter de manière significative en présence de végétation aquatique submergée ou de faibles taux de perturbation humaine (conditions proches de l'état vierge). Mais les étangs sont des habitats de valeur exceptionnelle, en particulier dans les paysages moyennement à fortement impactés tels que les contextes agricoles ou urbains. Là, les plans d'eau contribuent activement au maintien d’une gamme diversifiée et abondante de niches d’eau douce pouvant offrir un refuge convenable à un large éventail d’espèces. Cependant, cela ne peut être garanti qu'en fournissant des conseils solides aux propriétaires ou aux riverains de manière à renforcer la contribution des étangs à la biodiversité locale. En outre, ces travaux ont également souligné le «comportement sentinelle» des étangs dans la mesure où ils sont particulièrement vulnérables aux perturbations régionales et mondiales provoquées par l'homme, notamment l'eutrophisation, l'acidification de l'eau et le changement climatique."

Enfin, les scientifiques soulignent qu'il s'agit d'un "sujet en pleine expansion dans le domaine de la mise en œuvre de la directive cadre européenne sur l'eau. Il est maintenant généralement admis que l’échelle du bassin versant est l’échelle spatiale (unique) appropriée de l’intervention de restauration lorsqu’un rétablissement durable d’un écosystème dégradé est visé. À cette échelle, les petits plans d'eau apparaissent comme l'un des composants les plus importants de la régulation de l'équilibre de l'eau et des flux de matières, en particulier des cycles du carbone et des éléments nutritifs, ainsi que du contrôle des pesticides et des polluants par purification biologique".

Ils ajoutent à propos des nouvelles conditions hydroclimatiques : "l'incidence croissante de l'intermittence des rivières conduira à une pertinence croissante des «plans d'eau résiduels», en raison de la contraction progressive du débit superficiel dans les habitats aquatiques lotiques. Dans quelques décennies, cela aura pour effet d’élargir le rôle des PPE dans la préservation de la biodiversité et des fonctions écologiques."

Discussion
La pleine intégration des masses d'eau lentiques et stagnantes est donc une prochaine étape pour la mise en oeuvre de la directive européenne sur l'eau, comme pour les politiques publiques de protection de milieux aquatiques en général.

On doit souhaiter que la France engage des programmes de recherche pour faire l'inventaire des fonctionnalités et biodiversités des petits plans d'eau. Cela inclut notamment les dizaines de milliers de sites issus de l'implantation ancienne des moulins et étangs, dont certains se sont "naturalisés" avec le temps, particulièrement en tête de bassin versant. Alors que des travaux sont menés sur certains milieux d'intérêt - par exemple les tourbières, les zones humides littorales, les mangroves -, il n'existe pas à notre connaissance de programme coordonné en vue d'un inventaire des petits plans d'eau continentaux et d'une grille méthodologique d'estimation de leur intérêt écologique. Cette carence est dommageable à l'heure où l'on investit beaucoup dans la restauration des bassins versants.

La politique de restauration de continuité écologique longitudinale, qui absorbe énormément de fonds publics dans le domaine morphologique, conduit dans de nombreux cas à remettre en question l'existence de canaux, retenues, zones humides latérales aux écoulements en place. Cette politique a un coût-bénéfice douteux si l'on prend en compte les aspects positifs des plans d'eau (et non leur seule discontinuité), ce qui n'est pas le cas aujourd'hui. Elle ne peut pas persister sans être accompagnée d'une analyse systématique des complexes faune-flore en place et du rôle auto-épurateur de sites. En particulier, aucune effacement de petits plans d'eau ni assèchement de biefs ou canaux ne devrait avoir lieu sans avoir préalablement établi la garantie d'un bilan positif net de biodiversité et sans une compensation systématique des surfaces en eau perdues, sur le même bassin, et avec hydropériode comparable.

Référence : Bolpagni R et al (2019), Ecological and conservation value of small standing-water ecosystems: A systematic review of current knowledge and future challenges, Water, 11, 402, doi:10.3390/w11030402

Illustration : milieu humide en marge de l'étang de Bussières (89). Sur ce site, 5 hectares d'étang et de zones humides ont été détruits par une restauration bâclée de continuité écologique, sans aucune étude d'impact ni inventaire de biodiversité malgré la demande de notre association à l'Agence française de la biodiversité. Le cas est en contentieux.

A lire sur ce thème
Les canaux comme corridors biologiques contribuant au maintien de la biodiversité (Guivier et al 2019)
Sortir de l'indifférence et de l'ignorance sur les écosystèmes aquatiques artificiels (Clifford et Hefferman 2018)
Evaporation et effacement des étangs: une thèse universitaire dénonce certains dogmes publics (Aldomany 2017) 
Les casiers Girardon du Rhône, des aménagements hydrauliques favorables au vivant (Thonel et al 2018) 
Les nouveaux écosystèmes et la construction sociale de la nature (Backstrom et al 2018) 
Plans d'eau et canaux contribuent fortement à la biodiversité végétale (Bubíková et Hrivnák 2018) 
Mares, étangs et plans d'eau doivent être intégrés dans la gestion des bassins hydrographiques (Hill et al 2018) 
Des zones humides permanentes plus riches en diversité (Gleason et Rooney 2018) 
Les masses d'eau d'origine anthropique servent aussi de refuges à la biodiversité (Chester et Robson 2013) 

Nos requêtes à l'AFB et au ministère de l'écologie
Rapport sur la biodiversité et les fonctionnalités écologiques des ouvrages hydrauliques et de leurs annexes 

Demande de révision urgente du potentiel hydro-électrique français: le gouvernement se base sur de mauvais chiffres!

Alors que la transition énergétique et la lutte contre le changement climatique sont des obligations où la France accuse du retard, le gouvernement et son administration continuent de détruire le potentiel hydro-électrique du pays en rasant partout des barrages et des seuils en rivière. L'une des sources de ce choix aberrant réside dans la mauvaise information de la politique publique : le gouvernement a sous-estimé de 80% la production d'hydro-électricité que nous pouvons tirer des sites anciens et déjà en place comme les moulins et les forges. En réalité, comme vient de le démontrer une étude scientifique récemment parue, ces petits sites peuvent produire plus de 4 TWh d'électricité par an et alimenter ainsi 1 million de foyers en électricité hors chauffage. Nous proposons ci-dessous un argumentaire complet à ce sujet et nous allons demander à nos partenaires (fédérations de moulins, syndicats hydro-électricité) de co-saisir le ministère de l'écologie de cette anomalie. Mais chacun doit aussi agir sur son territoire: nous demandons aux associations de moulins d'utiliser librement les éléments techniques ici rassemblés pour écrire à leurs députés et sénateurs afin de les sensibiliser à la question. C'est d'autant plus nécessaire que le parlement s'apprête à ouvrir une commission d'enquête sur les choix français de transition énergétique, leur coût et leur cohérence. 

Relance d'un moulin pour produire de l'hydro-électricité (source) :
c'est possible sur des dizaines de milliers de sites en France.

La lutte contre le changement climatique par accélération de la transition bas-carbone est aujourd'hui reconnue comme une priorité nationale, européenne et mondiale dans le domaine de l'environnement. Elle est inscrite dans les programmes européens (nouvelle directive européenne UE 2018) s'imposant aux Etats-membres. Elle est aussi inscrite dans la programmation pluri-annuelle de l'énergie de la France (MTES 2019).

La France n'est pas bonne élève dans la lutte contre les émissions carbone. Le retard français dans l'atteinte des objectifs du premier paquet énergie-climat 2020 a été observé par les instances européennes de contrôle. Il a donné lieu par ailleurs à une démarche contentieuse (Affaire du siècle 2019) de la part d'associations et citoyens estimant que l'Etat français ne met pas en oeuvre tous les moyens à sa disposition pour tenir ses engagements bas-carbone.

Dans ce contexte, il est de la plus haute importance d'avoir d'une politique publique de l'énergie et du climat transparente, efficace, et d'abord fondée sur des données robustes.

Concernant la petite hydro-électricité au fil de l'eau, nous sommes au regret de constater que cette condition n'est pas remplie.

Le ministère de l'écologie avait mené en 2013 avec l'Union française d'électricité un travail d'estimation du potentiel d'hydro-électrique (UFE-MEDDE 2013). Ce travail concluait à un potentiel de production des sites existants (barrages, moulins) de l'ordre de 900 GWh

Toutefois, comme l'avait reproché à l'époque plusieurs associations et syndicats, ce travail souffre d'un biais méthodologique : les petites puissances de moins de 100 kW en ont été exclues, alors qu'elles représentent la grande majorité des sites en place sur les rivières françaises.

La validité de cette critique est désormais démontrée : les chercheurs ayant mené le projet européen RESTOR HYDRO sur la remise en service des ouvrages hydrauliques anciens (moulins, forges etc.) viennent de sortir leurs résultats en publication scientifique indexée (Punys et al 2019). Il en ressort les éléments suivants :

• avec 25 000 moulins, forges et autres sites pouvant être équipés, la France est le leader européen en nombre de sites à potentiel de petite hydro-électricité; 
• la France a la chance d'abriter près de 40% des sites à équiper de l'Union européenne; 
• la France pourrait produire plus de 4000 GWh d'électricité bas carbone sur les petits sites (dont plus de 3000 GWh sur moulins et sites anciens), ce qui représente la consommation électrique hors chauffage d'environ 1 million de foyers;
• les ouvrages hydrauliques de puissances modestes (moins de 40 kW) forment plus de 90% des sites équipables, donc c'est vers eux que doit se porter une réflexion sur l'autoconsommation individuelle ou collective comme sur l'injection sur le réseau local;
• ces ouvrages sont tous déjà en place, donc ils ne demandent pas de créer de nouveaux impacts morphologiques sur les rivières et ils peuvent être relancés sans chantier majeur de génie civil, avec un très bon bilan carbone cycle de vie des équipements.

L'estimation portée en 2013 par le gouvernement sur le productible en petite hydro-électricité ignore en conséquence 90% des sites existants et 80% du potentiel réellement exploitable sur cette gamme de puissance.

Nous ne pouvons pas mener une transition bas-carbone sur la base d'une mauvaise information technique et scientifique des politiques publiques, comme c'est le cas aujourd'hui pour la petite hydro-électricité.

Nous ne pouvons pas non plus profiter pleinement du potentiel hydro-électrique bien réparti sur tout le territoire français si nous poursuivons la politique actuelle de destruction de ce potentiel des moulins, forges, barrages et usines anciennes au nom de la continuité écologique, cela alors même que l'Europe a préconisé des aménagements non destructeurs pour satisfaire ce besoin de continuité (CE 2012, 'Blue Print').

En conséquence, nous sollicitons l'adoption de 4 mesures relatives à la bonne information des politiques publiques :

• au niveau national, le ministère de la Transition écologique et solidaire doit engager une ré-évaluation du potentiel hydro-électrique français sur la base des méthodologies du projet RESTOR HYDRO, devant être croisées et enrichies avec les données du référentiel des obstacles à l'écoulement (ROE) géré par l'AFB. Cette démarche doit se faire en "science ouverte" avec accès de toutes les parties prenantes sur les données et les méthodes;
• au niveau des grands bassins hydrographiques (SDAGE), les préfets de bassin doivent rappeler aux services des agences de l'eau la nécessité d'inclure le potentiel hydro-électrique dans leurs estimations coûts-avantages des usages de l'eau (article R212-3-3° du code de l'environnement), cela en y incluant tout le potentiel de petite hydro-électricité sans seuil de puissance;
• au niveau des régions, les préfets de région doivent rappeler la nécessité d'intégrer l'évaluation du potentiel hydroélectrique dans chaque  Schéma régional du climat, de l'air et de l'énergie (article L222-1 du code de l'environnement), cela en y incluant tout le potentiel de petite hydro-électricité sans seuil de puissance;
• au niveau des petits bassins hydrographiques (SAGE), les préfets de département doivent rappeler aux services des EPCI, EPAGE, EPTB la nécessité d'évaluer le potentiel hydro-électrique des rivières (article R212-36 du code de l'environnement), cela en y incluant tout le potentiel de petite hydro-électricité sans seuil de puissance.

A cela s'ajoute notre souhait d'une mesure d'orientation générale sur la politique publique des ouvrages en rivière.

Suite à des protestations citoyennes, des audits administratifs, des contentions judiciaires et des critiques parlementaires, le gouvernement a acté la nécessité de réviser la planification de la continuité écologique, sous la forme d'un Plan d’action pour une politique apaisée de restauration de la continuité écologique publié en 2018 sur le site du ministère de l'écologie.

Nous demandons que la mise en oeuvre de ce plan soit assortie d'une priorité non équivoque donnée par l'Etat à l'adoption de mesures non destructrices de continuité écologique (préservation des ouvrages hydrauliques en place avec adjonction si nécessaire de vannes, passes à poissons, rivières de contournement) et à l'équipement hydro-électrique de ces ouvrages.

Références citées

• CE (2012), Blue Print. Plan d'action pour la sauvegarde des ressources en eau de l'Europe, COM(2012)673, 30 p. 
• UFE-MEDDE (2013), Connaissance du potentiel hydroélectrique français. Synthèse, 15 p.
• MTES (2019), Stratégie française pour l'énergie et le climat. Programmation pluri-annuelle 2019-2023, 2024-2028, 368 p.
• Punys P et al (2019), An assessment of micro-hydropower potential at historic watermill, weir, and non-powered dam sites in selected EU countries, Renewable Energy, 133, 1108-1123
• UE (2018), Directive (UE) 2018/2001 du 11 décembre 2018 relative à la promotion de l'utilisation de l'énergie produite à partir de sources renouvelables

Des ouvrages en rivière protègent des populations endémiques de truites catalanes (Vera et al 2019)

La continuité de la rivière et la libre circulation des poissons en son sein favorisent l'échange de gènes et augmentent la dimension des populations interfécondes, donc leur préservation dans l'évolution. Mais les discontinuités naturelles ou anthropiques peuvent aussi faire émerger, ou protéger, des populations endémiques plus rares. Des chercheurs catalans viennent ainsi de mettre en évidence l'existence d'un haplogroupe rare de la souche méditerranéenne de la truite commune dans une tête de bassin de la rivière Cardaner. Cette population de truite semble protégée des introgressions des souches d'élevage ou de la compétition des poissons exotiques par l'existence de barrages infranchissables à l'aval. L'écologie de la conservation en rapport à la connectivité des cours d'eau ne se résume donc pas à attribuer des bons ou mauvais points selon des indices simplistes de fragmentation : il faut encore examiner au cas par cas les espèces et populations présentes dans chaque bassin, ainsi que leurs dynamiques. Cela pour les poissons, qui mobilisent aisément les fonds en raison de l'activité de pêche, mais aussi pour les autres assemblages aquatiques et rivulaires, qui sont souvent orphelins de toute étude approfondie. 

La diversité génétique rend possible l'adaptation des populations sauvages aux changements environnementaux et facilite ainsi la conservation à long terme de l'espèce. Les connaissances sur le niveau de diversité génétique existant au sein des populations et entre celles-ci, sa répartition dans l’aire de l’espèce et sa stabilité temporelle au fil des générations sont des éléments essentiels pour concevoir des stratégies de gestion et de conservation.

Des chercheurs espagnols des universités de Saint-Jacques-de-Compostelle (Lugo) et de Gérone (Montilivi) viennent d'étudier les structures génétiques de la truite commune (Salmo trutta L.) dans le bassin du Llobregat.

La zone étudiée, carte extraite de Vera et al 2019, art cit 

Avec un bassin de 4 948 km2, Le Llobregat est l’un des principaux cours d’eau de la Catalogne (nord-est de l’Espagne). Ce fleuve naît à une altitude de plus de 1300 m et se jette dans la mer Méditerranée après 175 km de parcours. Il est soumis à des conditions climatiques méditerranéennes, avec régime hydrologique irrégulier fait des sécheresses et inondations périodiques. Ce bassin hydrographique a été altéré par les activités humaines, notamment près de 300 barrières artificielles, dont 228 obstacles infranchissables pour les poissons selon l'agence de l'eau de Catalogne. L'extraction de l'eau inclut la consommation domestique de la ville de Barcelone et de sa région métropolitaine (3,2 millions d'habitants), ainsi qu'une concentration importante d'industries (tannerie, textile, produits alimentaires, papeterie) et d'activités agricoles le long de son cours principal comme de ses affluents. Ces activités humaines ont libéré dans le fleuve une grande variété de polluants. Parmi les 33 espèces de poissons identifiées dans le bassin du Llobregat, 21 sont introduites, la truite commune (Salmo trutta Linnaeus, 1758) étant la seule espèce autochtone habitant les sources du bassin.

Dans certains tronçons, ces populations de truite sont en plus menacées par l'hybridation et l'introgression génétique en raison des lâchers de salmonidés provenant de stocks domestiqués de souche étrangères au bassin. Comme le rappellent les auteurs, "en raison de sa valeur élevée pour la pêche de loisir, l'alevinage des populations de truites a été réalisé pendant plusieurs décennies dans la péninsule ibérique comme dans d'autres pays européens pour contrebalancer le déclin des populations sauvages. Sept lignées (branches principales de l'arbre phylogénétique) ont été décrites dans toute l'aire de répartition de la truite commune, sur la base d'analyses de l'ADN mitochondrial (ADNmt) (Bernatchez 2001; Susnik et al 2005; Vera et al 2010). Bien que seules deux de ces lignées, l’Adriatique (AD) et la Méditerranée (ME), soient originaires des bassins ibériques de la Méditerranée (Cortey et al 2004), elles expriment une part importante de la diversité génétique de la truite (...) La différenciation génétique entre les lignées a contribué à la détection de marqueurs de diagnostic moléculaires permettant de surveiller et d'évaluer l'impact de l'alevinage chez les populations de truites de Méditerranée. Ainsi, le locus nucléaire de la lactate déshydrogénase C (LDH-C *) et le séquençage de la région de contrôle (CR) de l'ADNmt ont été largement utilisés à cette fin."

Afin de déterminer la diversité génétique native, les relations phylogénétiques, la structure de la population et l'impact de l'alevinage dans le bassin versant, 295 individus ont été collectés dans huit localités réparties le long du cours principal et du principal affluent (respectivement Llobregat et Cardener), et ont été analysés pour la période 1990-2017, sur la région de contrôle complète de l'ADN mitochondrial (ADNmt) et le locus de diagnostic LDH-C* (pour évaluer l'alevinage).

Principale conclusion : "des niveaux d'introgression génétique modérés à élevés ont été détectés (fréquence ~ 0,300), affectant en particulier le cours principal. En dépit de l'introgression d'empoissonnement et de l'épuisement génétique attendu par la dérive génétique due à l'isolement de la population, un nouveau groupe d'haplotypes d'ADNmt appartenant à la lignée méditerranéenne a été trouvé, dans une zone limitée à la rivière Cardener. Cet haplogroupe est responsable de la forte différenciation de population observée entre les rivières du bassin versant du Llobregat (Pct = 0,456, p inf 0,001) et il met en évidence l'intérêt de la région pour la conservation."

Ainsi, parmi les découvertes importante de ce travail, on note "la présence d’un haplogroupe de la lignée ME endémique des cours d’eau de la rivière Cardener (le groupe Mcs23). L'abondance de cet haplogroupe dans les localités du Cardener contrastait avec son absence dans le bassin de la rivière Llobregat, et était principale responsable de la différenciation génétique élevée entre les pools de gènes natifs dans la zone étudiée. Cette tendance suggère un isolement de longue date de la truite habitant les ruisseaux en tête du bassin du Cardener".

Les auteurs observent : "Le maintien de la connectivité entre les populations contribue à la conservation à long terme des populations d'espèces d'eau douce. La connectivité favorise le flux de gènes et limite les effets de la dérive génétique attendue de la réduction de la taille effective de la population (Ne) dans les populations fragmentées et isolées (Fumagalli et al 2002). La fragmentation des rivières due aux activités anthropiques (construction de barrages, surexploitation des eaux) a entraîné une diminution significative de la taille effective des populations de poissons, ce qui a compromis leur persistance (McDermid et al 2014). En fait, la récupération de la connectivité fluviale a été l’une des tâches principales de l’ACA (Agence catalane de l’eau) au cours des dix dernières années. De récents examens de l'indice de connectivité des rivières (ACA, 2017) ont classé les cours d'eau du fleuve Llobregat comme "très bons" ou "bons", tandis que le Cardener est classée "très mauvais" en raison de la présence de barrières infranchissables. De même, des résultats "très mauvais" sont obtenus au confluent des deux rivières. Ces informations, ainsi que les conditions environnementales inappropriées pour la truite dans le cours inférieur de la rivière Cardener, pourraient avoir facilité la préservation de l’haplogroupe MEcs23 dans cette rivière. Néanmoins, une connectivité entre les sites au sein de la rivière Cardener serait souhaitable pour augmenter les tailles effectives locales et prévenir la dérive génétique."

L'isolement de certains tronçons de la rivière Cardener par des barrages a donc probablement contribué au maintien d'une souche endémique et rare de truite dans le bassin.

Inversement, les chercheurs font observer : "deux des sites étudiés dans la rivière Llobregat (AJ02 et GRE17) étaient presque composés de poissons d'élevage naturalisés et leur dispersion aurait pu contribuer à accroître l'introgression dans d'autres endroits du bassin versant. Ainsi, le maintien de certaines barrières peut faciliter l’éradication de ces populations exotiques et empêcher leur expansion dans des zones habitées par des poissons endémiques. Dans le contexte du réchauffement climatique mondial en cours, la préservation de certaines barrières artificielles peut également empêcher les zones de truite d'être peuplées par des communautés de poissons situées en aval, composées principalement d'espèces exotiques."

Discussion
En écologie comme dans d'autres sciences d'observation, l'accumulation des données amène à réviser les hypothèses et les modèles. La connectivité hydrologique - souvent (mais pas toujours) assurée en conditions pré-humaines - autorise un flux de gènes parmi les populations et atténue les baisses de diversité dues à la dérive génétique, qui est élevée chez les petites populations isolées. La perte de connectivité, parfois due à des barrières naturelles (par exemple des cascades), entraîne la fragmentation de la population : cela peut conduire dans le meilleur des cas à une différenciation, voire une spéciation (nouvelle espèce) ; dans le pire des cas à une extinction locale. Depuis le siècle dernier, la fragmentation des populations sauvages s'est intensifiée en raison de barrières artificielles construites par l'homme (routes, grands barrages hydroélectriques, lignes de chemin de fer), s'ajoutant à une fragmentation millénaire de moindre intensité (moulins, étangs). Cette fragmentation par les barrages mais aussi la pollution, les espèces envahissantes, l'extraction non durable de l'eau, la surexploitation des pêcheries, le changement climatique ont contribué au déclin des populations de poissons dans le monde, en particulier pour les espèces migratrices.

Le retour aux conditions pré-humaines des bassins versants est impossible. Pour définir des priorités d'action écologique, on doit donc mesurer le poids relatif des différents impacts, mais aussi étudier comme la biodiversité s'adapte aux nouvelles configurations des bassins versants. Le fait que des barrières humaines isolent des populations a un impact négatif sur les échanges géniques et la probabilité de recolonisation de certaines zones après des événements adverses (sécheresse, pollution) mais, comme le montre ce travail après d'autres (cf références ci-dessous), cela peut aussi avoir des impacts positifs en terme de maintien de populations endémiques différenciées, de limitation des introgressions par souche d'élevage et de ralentissement de la progression de certaines espèces exotiques.

Il est important de réviser la politique actuelle de continuité écologique au niveau des têtes de bassins versants, qui abritent une riche biodiversité dans leur chevelu. Outre que ces zones sont éloignées des axes de colonisation de grands migrateurs, elles peuvent abriter des souches d'intérêt de diverses espèces de poissons. Le choix actuel de détruire le maximum d'ouvrages (tout en tolérant la poursuite des alevinages de pêcheurs) est une préconisation grossière, en décalage avec les résultats d'un nombre croissant de travaux scientifiques. La présence ancienne de moulins et étangs y a par ailleurs créé des écosystèmes anthropisés dont l'inventaire de biodiversité est une nécessité avant intervention.

Référence : Vera M et al (2019), Identification of an endemic Mediterranean brown trout mtDNA group within a highly perturbed aquatic system, the Llobregat River (NE Spain), Hydrobiologia, 827, 1, 277–291

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Les canaux comme corridors biologiques contribuant au maintien de la biodiversité (Guivier et al 2019)

En étudiant le système des canaux de la Durance et ses effets génétiques sur les populations de deux espèces de poissons (toxostome, hotu), six chercheurs montrent que les chenaux artificiels peuvent jouer un rôle positif dans la gestion de la biodiversité, particulièrement en milieu urbanisé. Ils soulignent l'intérêt d'une écologie de la réconciliation capable d'intégrer les composantes non-humaines et humaines des systèmes aquatiques. Leur travail s'ajoute à une liste déjà longue de recherches ayant montré que l'origine artificielle d'un écosystème n'est pas nécessairement un facteur négatif pour sa biodiversité, sa fonctionnalité écologique, son intérêt en situation de changement climatique rapide. Hélas, ces travaux ne sont pas encore intégrés dans la réflexion des gestionnaires publics et on manque de programmes scientifiques pluridisciplinaires pour analyser les nombreux systèmes aquatiques d'origine humaine (étang, lacs, réservoirs, canaux, biefs) présents dans nos territoires.  

Le bassin versant de la Durance (affluent du Rhône) est anthropisé de longue date. Il approvisionne en eau des activités industrielles et agricoles, ainsi que des populations denses près de la mer Méditerranée. Ce bassin de la Durance est très urbanisé et le cours d'eau est réglementé: sept barrages entre Serre-Poncón et Avignon, un grand nombre de déversoirs et de multiples connexions par des canaux d'irrigation et hydroélectriques. Les canaux d'irrigation agricoles se sont développés le long de la Durance depuis le Moyen Âge. Ils forment actuellement un réseau principal couvrant environ 540 km, et un réseau secondaire d'environ 4000 km, transportant au total 1,8 milliard de m3 d'eau et irriguant 130 km2 de terres agricoles. Depuis le milieu du XXe siècle, l’énergie de la Durance est utilisée pour alimenter 23 centrales hydroélectriques alimentées par un grand canal parallèle à la rivière principale. Ce canal EDF fait 250 km de long, 8 m de haut, 40 m de large, avec un débit de 250 m3 / s. Il est divisé en plusieurs segments avec des centrales et ses siphons sont reliés à divers ressources de stockage de l'eau.

Carte des sites étudiés par les chercheurs sur le bassin versant de la Durance,
extrait de Guivier et al 2019, art cit. En rouge proportion des toxostomes, en vert des hotus, en jaune des hybrides.

Emmanuel Guivier et 5 collègues (Aix Marseille Université, Université Avignon, CNRS, IRD, Inserm, EDF Laboratoire national d’hydraulique et environnement) ont analysé l'écologie et l'évolution de deux espèces, l'une endémique, le toxostome (Parachondrostoma toxostoma) et l'autre introduite, le hotu (Chondrostoma nasus). Proches dans l'arbre phylogénétique des espèces, ces poissons sont capables de s'hybrider.

Les chercheurs ont utilisé des pêches électriques pour échantillonner un total de 266 spécimens de toxostomes et de 384 de hotus provenant de 12 sites du bassin de la Durance en 2013.

Leur principale conclusion : "nous avons observé un haut degré d'homogénéité génétique le long du fleuve. Le maintien du flux de gènes malgré la présence de barrages et la détection de populations mélangées et d’hybridations dans les canaux suggèrent que ces canaux pourraient servir de couloirs écologiques et de zones hybrides susceptibles d’influencer les ressources génétiques des espèces indigènes et introduites. Ces structures anthropiques varient considérablement en termes d'organisation spatiale, de taille et de gestion globale, ce qui accroît la diversité des habitats dans la partie urbanisée du fleuve. Avec la restauration des habitats naturels, les canaux peuvent être considérés comme des structures importantes pour la dynamique de la biodiversité dans de telles conditions urbaines."

Le seul barrage a effet marqué est celui de Serre-Ponçon:

"La Durance est une rivière très fragmentée, mais une signature génétique de cette fragmentation n'a été observée que pour le barrage de Serre-Poncón. En effet, ce barrage a fortement perturbé le flux de gènes dans l'espèce endémique du toxostome, ce qui a donné une population génétiquement différenciée de toutes les populations situées plus en aval. Ce barrage hydroélectrique élevé (124 m de hauteur), qui contrôle le débit global de l'eau en aval, a été construit il y a environ 60 ans (1959). Ainsi, cette barrière physique à la dispersion du poisson a contribué à une différenciation génétique rapide en quelques générations seulement. Nous avons également constaté que cette population en amont était caractérisée par de faibles niveaux de diversité génétique, pour les marqueurs à la fois  nucléaires et  mitochrondriaux, ce qui correspond à une petite population de toxostome isolée aux limites extrêmes de son aire de répartition. La présence de cette barrière physique a également empêché l'extension de l'aire de répartition géographique du hotu, qui a atteint la Durance dans les années 1950 (Carrel, 2002). Nos résultats illustrent la balance actuelle dans la gestion de la biodiversité entre la menace d'invasion biologique et l'isolement génétique d'espèces endémiques confrontées à un risque d'extinction".

Discussion
La fragmentation relative des écosystèmes aquatiques est une caractéristique influençant les flux de gènes des espèces et les schémas locaux de la biodiversité. En référence à une rivière "naturelle" libre de toute influence anthropique, on a souvent considéré que les activités humaines ont des effets néfastes sur ces caractéristiques à travers la construction de barrages, de plans d'eau et de canaux. Mais comme le remarquent les auteurs de cette publication, "ces structures anthropiques sont des éléments importants contribuant à la dynamique de la biodiversité". Le caractère positif que peuvent avoir des écosystèmes artificiels s'explique de diverses manières. Les changements climatiques induisent de longues périodes de sécheresse ou des crues soudaines, impliquant une réponse rapide des organismes aquatiques. L'environnement artificiel régulé des canaux et retenues peut amortir ces instabilités, favorisant la conservation et la croissance d'organismes à l'abri des perturbations extrêmes.

Les auteurs parlent d'une "écologie de la réconciliation" : "L'écologie de la réconciliation implique l'intégration des structures anthropiques (créées par l'homme) et des activités humaines, en tant que composantes écologiques, dans les systèmes aquatiques de manière à maintenir la durabilité nécessairement couplée des composantes naturelles et anthropiques du système. Un aspect important de l’écologie de la réconciliation est l’utilisation d’habitats anthropogéniques ou fortement modifiés pour soutenir, voire, dans certains cas, restaurer la biodiversité." Des travaux d'inventaires menés sur les plans d'eau anthropisés de type retenues, petits lacs, étangs ont montré qu'ils présentent une diversité biologique équivalente et parfois supérieure à des milieux aquatiques adjacents, y compris des espèces menacées et protégées (Davies et al 2008, Chester et Obson 2013, Hill et al 2018, Bubíková et Hrivnák 2018). Des recherches en France ont aussi montré que les canaux (Aspe et al 2014), les étangs (Wezel et al 2014) ou encore les épis hydrauliques (Thonel et al 2018) peuvent jouer des rôles favorables pour la biodiversité. D'autres chercheurs invitent également à reconsidérer la valeur des ouvrages hydrauliques pour le vivant à l'aune des évolutions climatiques et de la possibilité d'un rôle refuge face à la pression croissante des aléas hydrologiques (Beatty et al 2017).

Les travaux d'Emmanuel Guivier et de ses collègues s'inscrivent donc dans une liste déjà longue de recherches scientifiques appelant à mieux prendre en compte les écosystèmes artificiels pour la gestion de l'eau et de sa biodiversité, particulièrement en ce siècle où l'on s'attend à des évolutions très rapides du climat. Hélas, nous regrettons que  ce sujet ait été totalement négligé par l'Agence française pour la biodiversité, dont le discours en écologie de la conservation néglige la réalité ancienne des introductions d'espèces comme des artificialisations d'habitat et de la diversité faune-flore au-delà des espèces de poissons lotiques ou migrateurs. Nous appelons à nouveau l'AFB à produire une information scientifique complète et objective en appui des politiques publiques de biodiversité, et à reconsidérer de manière critique le paradigme de la "renaturation" comme base exclusive de ces politiques, malgré les rapports coûts-bénéfices parfois douteux des résultats observés.

Référence : Guivier E et al (2019), Canals as ecological corridors and hybridization zones for two cyprinid species, Hydrobiologia, 830, 1, 1–16.