En Seine-Normandie, plus des deux-tiers des cours d'eau et des nappes en mauvais état chimique et écologique

L'état des lieux 2019 du bassin Seine-Normandie révèle que 68% des cours d'eau sont en mauvais état écologique et autant en mauvais état chimique. Pire pour les plans d'eau avec 91% en mauvais état écologique tandis que 70% des nappes restent polluées. Malgré un milliard € d'argent public dépensé chaque année par l'agence de l'eau, la mise en oeuvre de la directive européenne sur l'eau est donc un désastre: les 100% de masses d'eau en bon état chimique et écologique étaient censés être atteints... dès 2015! Une partie des déclassements récents vient de ce que la France a dû mettre à jour les règles d'évaluation pour intégrer des polluants cachés jusqu'alors. Par ailleurs, alors que la pression des pesticides est toujours aussi intense et que celle des nitrates augmente, l'état des lieux Seine-Normandie continue de faire une présentation biaisée du poids relatif des impacts. Le comité de bassin nommé en 2020 sera saisi de ces mauvaises pratiques et mauvais résultats, afin que le SDAGE 2022 ré-oriente la politique de l'eau sur ses priorités.  

Tous les 6 ans, en conformité à la directive cadre européenne sur l'eau et en préparation des programmations de dépense publique (SDAGE), les agences de l'eau font une évaluation de l'état chimique et écologique des rivières, des lacs, des estuaires et des nappes.

Les règles d’évaluation de l’état des eaux de surface ont évolué depuis le dernier état des lieux afin de s’harmoniser entre États-membres de l’Union européenne, en adaptant les méthodes et indices comparables pour l’évaluation du bon état. La commission européenne a aussi exigé de prendre en compte les évolutions des listes de substances pour l’évaluation de l’état chimique et de l’état écologique (polluants spécifiques), ce que la France a fait avec retard.

Les résultats de l'agence de l'eau Seine-Normandie sont parus. Ils sont mauvais: la qualité écologique a progressé de 3% seulement en 6 ans à critère constant, et elle a régressé de 6% en critère intégrant les nouveaux polluants auparavant négligés. Seuls 4 plans d'eau sur 47 (9%) sont en bon état. Aujourd'hui, 68% des cours d'eau ne sont pas en bon état écologique au sens DCE.

"Concernant l’état écologique, à règles constantes, le bassin connait une évolution lente mais positive, avec un passage de 38 % en 2013 à 41 % en 2019 de cours d’eau en bon ou très bon état écologique. Par ailleurs, le nombre de masses d’eau en état médiocre ou moyen régresse de 17 à 14 %. Avec les nouvelles règles d’évaluation, qui intègrent des progrès scientifiques et visent à mieux cibler les pressions à l’origine des dégradations, le nombre de cours d’eau en bon état écologique est de 32 % en 2019. Pour ce qui concerne les plans d’eau, on passe de 9 à 4 en bon état écologique, sur les 47 que compte le bassin." 

Etat écologique des cours d'eau 2919 : toujours les 2/3 en état mauvais ou moyen, donc hors des critères de qualité DCE 2000.

Aucun progrès n'est observé sur l'état chimique (pollutions type pesticides, perturbateurs endocriniens, etc.) : 10% seulement des masses d'eau sont totalement exemptes de pollutions, 32% si l'on écarte les polluants ubiquistes les plus répandus (comme les résidus de combustion HAP). Cette analyse est conservatrice car des milliers de molécules à effet potentiellement dommageables pour le vivant circulent et interagissent, alors que seule une centaine est de mesure obligatoire pour la DCE, sans prise en compte d'effet synergistique (voir Stehle et Schulz 2015). Par ailleurs, des préoccupations émergentes comme les micro-plastiques ne sont pas intégrées.

"L’état chimique est évalué à partir d’une liste de substances établie à l’échelle européenne. Celle-ci comprend deux types de paramètres, ceux liés à la politique de l’eau et ceux dits ubiquistes, c’est-à-dire qu’ils sont majoritairement rejetés ou stockés dans d’autres compartiments que les eaux comme l’air et le sol.En termes de résultat, l’état chimique reste stable depuis le dernier état des lieux, malgré une augmentation du nombre de paramètres pris en compte par rapport au précédent état. Il est évalué à 32 % de bon état avec les substances ubiquistes et 90 % sans ubiquistes. Sur les 57 masses d’eau souterraines rattachées au bassin Seine-Normandie, 17 masses d’eau, soit 30 %, sont en bon état chimique."

Pollution chimique des cours d'eau 2019 : aucune progression depuis 2013.

La pollution par nitrate s'aggrave à nouveau, alors que la directive sur cet intrant date de 1991 : on passe de 67 masses d’eau cours d’eau déclassées en 2013 à 141 en 2019. Le nombre des masses d’eau cours d’eau déclassées par les nitrates a donc plus que doublé.

Dans le même temps, les choses ne s'arrangent pas du côté des pesticides : 598 masses d’eau de surface sur 1 651 se trouvent en pression significative du fait des pesticides, soit à peu près un tiers des masses d’eau superficielles du bassin et 36 masses d’eau souterraines sont en pression significative 2019 sur 57 (soit 63%).

La présentation trompeuse des impacts
L'agence de l'eau Seine-Normandie rappelle dans ce rapport les modifications morphologiques des rivières.

"Les cours d’eau sont des milieux dynamiques dont le fonctionnement dépend de leur hydrologie (débits...), de leur morphologie (forme du lit et des berges...) et de leur continuité longitudinale ou latérale, qui a un impact sur la circulation des poissons et des sédiments : ces trois composantes constituent l’hydromorphologie du cours d’eau. Les activités humaines font pression en instaurant des obstacles à l’écoulement, en recalibrant ou rectifiant la rivière, en artificialisant les berges, ou encore en déconnectant la rivière de son lit majeur, mais aussi, au-delà du cours d’eau, en drainant des zones humides, en imperméabilisant des sols...
Globalement, la pression hydrologique est majoritairement stable sur le bassin (elle s’exerce sur 30 % des masses d’eau). Elle diminue sur 20 % des masses d’eau et s’accroît sur 24 % d’entre elles.
En termes de continuité, si la densité des ouvrages reste un frein majeur au transit sédimentaire et à la circulation des poissons, la pression diminue globalement sur le bassin, avec une stabilité sur 45 % des masses d’eau et une diminution de cette pression sur 33 % d’entre elles, notamment en Normandie.
La pression morphologique est la composante la plus altérée sur le bassin et les améliorations ne sont pas significatives à l’échelle globale où 80 % des masses d’eau sont concernées : stable sur 40 % des masses d’eau, la morphologie s’améliore sur 28 % et se dégrade sur 32 % d’entre-elles notamment du fait de l’urbanisation."

Toutefois, l'agence de l'eau ne sort pas de sa présentation trompeuse des pressions, en laissant entendre qu'elles auraient toutes le même impact sur la qualité de l'eau. Dans sa projection des enjeux 2027 si rien n'est fait, voilà ce qu'elle écrit :

"L’hydromorphologie arrive en tête des pressions susceptibles d’avoir un impact significatif sur l’état des cours d’eau en 2027, pour 61 % d’entre eux. (...) Le second facteur de pression identifié pour 2027 est la présence de produits phytosanitaires, pour 41 % des cours d’eau (...) Le troisième facteur, qui concerne 27 % des cas, est lié aux pollutions en azote, phosphore et matière organique issues des stations d’épuration"

Pour le lecteur profane et pour les non-experts du comité de bassin, l'impression donnée par cette présentation est que la morphologie pose le plus gros problème, car c'est le plus gros chiffre de pression.

Or c'est absurde : les pressions n'ont pas toutes la même importance. L'écologie ne consiste pas simplement à lister des observations, mais à comprendre la dynamique des systèmes vivants dans leurs milieux. Une retenue en place ne tue pas les espèces aquatiques, au contraire, alors qu'un assec ou une pollution aiguë les tue. Pour comprendre le poids relatif des pressions, il faut partir de la biologie des cours d'eau et plans d'eau, en inventoriant déjà complètement le vivant, puis voir comment ce vivant est affecté par des divers facteurs de pression.

La recherche scientifique montre le rôle majeur des polluants et usages des sols
En hydro-écologie quantitative, on cherche ainsi à comprendre pourquoi certains assemblages de poissons, d’insectes ou d'autres indicateurs biologiques varient en construisant un modèle multifactoriel à partir des données pouvant expliquer la variation (typiquement l’usage des sols du bassin versant, l’état des berges et la ripisylve, les intrants et les polluants, l’urbanisation, la densité de barrages, la place dans le réseau hydrographique, etc.), cela sur le plus grand nombre possible de masses d’eau et de données (pour avoir davantage de puissance explicative du modèle, et pour mieux mesurer le résidu non expliqué).

Les variables descriptives du modèle incluent donc les données à expliquer (états biologiques), l’ensemble des pressions et impacts connus, mais aussi bien sûr tous les paramètres spatiaux (place du point de mesure dans le réseau) et naturels (hydro-éco-région, pente, température, etc.).

C’est au prix de cet effort de modélisation des données sur un bassin que l’on peut analyser et pondérer les facteurs de variation de l’état écologique, donc informer correctement le public / le décideur et allouer correctement les moyens financiers. Il faut noter que même cette analyse avancée forme un minimum exploratoire et explicatif : il y aura une marge d’incertitude à estimer ; il y aura un résidu plus ou moins important de variabilité non expliquée ; cela demandera dans un second temps une analyse rivière par rivière.

Cette pratique devient assez courante en science des rivières. Des exemples sont donnés en France dans les travaux de Van Looy 2014 (pour analyser le poids des densités de barrages à différentes échelles), Villeneuve et al 2015 (pour une analyse prédictive des états biologiques selon les impacts à 3 échelles spatiales), Corneil et al 2018 et Villeneuve et al 2018 (pour des analyses des causes de variations des invertébrés) ; en Allemagne dans les travaux de Dahm et al 2013 (pour une analyse multicritères des causes de variation de 3 paramètres biologiques sur 2000 points de mesures). Nous avions publié une synthèse de ce type de travaux.

Nous disposons donc des outils d’analyses opérationnels, produits par la recherche appliquée: sont-ils mobilisés par les agences de l’eau ? Non. On continue en 2019 d'énumérer simplement des pressions, sans être capable de les hiérarchiser. Or, ces travaux de recherche montrent tous qu'il y a deux principaux prédicteurs de dégradation des indicateurs poissons ou invertébrés :

• les polluants, 
• les usages des sols du bassin versant. 

Ces études montrent aussi que la densité de barrage n'est pas du tout un bon prédicteur de l'état écologique et chimique au sens de la DCE – en contradiction avec la destruction massive d'ouvrages en rivière que l'agence de l'eau Seine-Normandie a engagé depuis 10 ans. Il est scandaleux que ces connaissances ne soient pas portées aux comités de bassin et au public.

Enfin, soulignons que la directive cadre européenne prévoyait que des rivières modifiées au plan morphologique dans l'histoire et s'étant éloignées d'une "naturalité" sans impact humain étaient éligibles au statut de "masses d'eau fortement modifiées" : on y admet que les populations biologiques changent avec la morphologie nouvelle du lit, tout en demandant de supprimer les pollutions chimiques. C'est cohérent, de bon sens et de moindre coût : déjà avoir une eau propre, quitte à faire évoluer la morphologie des lits mineur et majeur au gré des opportunités, notamment la recréation des zones humides et boisements alluviaux (la continuité latérale paraît un enjeu mieux établi que la continuité en long pour la biodiversité). Mais les services de l'agence de l'eau Seine-Normandie continuent de refuser de classer la plupart des masses d'eau dans cette catégorie, alors même qu'ils admettent des changements morphologiques anciens et nombreux. C'est une contradiction flagrante.

Conclusion : le SDAGE 2022 devra se recentrer sur les priorités
Les agences de l'eau ont été informées de notre souhait de prendre ces travaux en compte, des les appliquer aux bassins et de les expliquer au public: l'état des lieux 2019 démontre qu'en Seine-Normandie, leur administration fait la sourde oreille (comme à son habitude).

Nous engagerons donc une campagne d'information du comité de bassin et des parlementaires, pour exiger un SDAGE 2022 consacré aux priorités réelles pour la qualité de l'eau, des milieux et des paysages des bassins de Seine et de Normandie.

Références citées
Corneil D et al (2018), Introducing nested spatial scales in multi-stress models: towards better assessment of human impacts on river ecosystems, Hydrobiologia, 806, 1, 347–361 ; Dahm V. et al. (2013), Effects of physico-chemistry, land use and hydromorphology on three riverine organism groups: a comparative analysis with monitoring data from Germany and Austria, Hydrobiologia, 704, 1, 389-415 ; Van Looy K et al (2014), Disentangling dam impacts in river networks, Ecological Indicators ,37, 10-20 ; Villeneuve B et al (2015), Can we predict biological condition of stream ecosystems? A multi-stressors approach linking three biological indices to physico-chemistry, hydromorphology and land use, Ecological Indicators,  48, 88–98 ; Villeneuve B et al (2018), Direct and indirect effects of multiple stressors on stream invertebrates across watershed, reach and site scales: A structural equation modelling better informing on hydromorphological impacts, Science of the Total Environment, 612, 660–671

Les variations de mouvement en rivière sont d'abord dictées par des différences individuelles entre les poissons (Harrison et al 2019)

On parle beaucoup de la "circulation des poissons" comme un trait à améliorer dans un cours d'eau. Mais qu'en sait-on exactement? Pas tant que cela. Des chercheurs canadiens ont suivi pendant plusieurs années les mouvements en rivière des individus de cinq espèces de poissons, dont quatre de salmonidés. Le résultat est étonnant: non seulement il y a une très grande variation de comportement au sein de chaque espèce, mais les différences individuelles de déplacement sont mêmes plus importantes que les différences moyennes entre les espèces. Cela signifie que le mouvement du poisson en rivière relèverait au premier chef de la "personnalité animale" (les traits propres de chaque individu). Or, rappellent les biologistes, nous sommes encore très ignorants de ces détails et nous calibrons nos choix en écologie des cours d'eau par réflexion sur des espèces ou pool d'espèces. 

Le mouvement est essentiel aux poissons comme aux autres animaux: éviter les prédateurs, les concurrents et les conditions environnementales défavorables, rechercher la nourriture, les partenaires sexuels et les zones de reproduction. La variation des mouvements des animaux influence un large éventail de processus en écologie et évolution: flux des gènes, mortalité, fécondité, utilisation des ressources, aire de répartition, adaptation par réponses aux changements environnementaux. La distance de déplacement au sein d'un spectre de mobilité propre à chaque individu et chaque espèce est donc une métrique clé.

Les individus d'une même espèce diffèrent souvent dans leur comportement au niveau de la population, et ces différences sont souvent reproductibles. Ce phénomène est connu sous le nom de "personnalité animale", très largement documenté dans de nombreux taxons du règne animal.

Dans cette étude, Philip M Harrison et ses collègues biologistes ont utilisé 2 ensembles de données de suivi radio couvrant un total de 8 ans, sur 5 espèces de poissons de rivière présentant divers comportements, échantillonnées dans la rivière Peace en Colombie-Britannique (Canada) : quatre salmonidés (Salvelinus confluentus, Oncorhynchus mykiss, Thymallus arcticus, Prosopium williamsoni) et un percidé (Sander vitreus). Soit au total 504 enregistrements complets, répétés 13 fois sur les individus.

Leur hypothèse : tester si les différences intraspécifiques reproduites par les individus au cours leur vie expliquent autant la variance de la distance de déplacement que les différences interspécifiques, à la fois à court terme (au sein des saisons) et à long terme (entre les saisons et les années).

Cette hypothèse est confirmée par les données: pour comprendre le mouvement d'une espèce, dans un même milieu, il faut intégérer les différences entre individus.

Ce schéma montre ainsi la distance de déplacement moyenne (m/jour) de poissons individuels obtenue par télémétrie dans la partie supérieure de la rivière, chaque espèce ayant sa couleur (codes des espèces: BT omble à tête plate, GR ombre Arctique, MW ménomini des montagnes, RB truite arc-en-ciel, WPP doré jaune). Les lignes noires horizontales représentent les moyennes au niveau de l'espèce.

Extrait de Harrison et al 2019, art cit.

On voit que les moyennes de déplacement des espèces sont assez proches (et basses au demeurant, entre 1000 et 2000 m), mais que les individus exhibent de fortes différences au sein de leur espèce. En un mot : "la personnalité animale peut expliquer plus de variations de mouvement que les différences d'espèces".

Les chercheurs observent ainsi : "Nos résultats montrent que les différences intraspécifiques reproductibles à long terme expliquent davantage les variations des distances de déplacement que les différences d'espèces dans une communauté de poissons fluviaux. Au niveau intra-saison, les différences individuelles expliquent une proportion de variation de mouvement similaire aux différences entre espèces. Ces résultats, obtenus à partir de 5 espèces de poissons écologiquement diverses, suivis sur de longues périodes dans leur environnement naturel, ont des implications importantes pour notre compréhension des mouvements des animaux. Les descriptions des différences individuelles dans l'écologie spatiale des animaux sont courantes au sein d'une même espèce (examinées dans Spiegel et al 2017). Notre étude fournit une nouvelle démonstration au sein de la communauté et sur un lieu spécifique que ces spécialisations du mouvement  non relatives à l'espèce peuvent expliquer plus de variations de ce mouvement que les différences entre espèces."

Ils concluent : "nos données montrent que notre capacité à prédire avec précision les mouvements des animaux dans une communauté pourrait être grandement améliorée par la connaissance préalable des types de comportements individuels de mouvement. (...) Alors que les habitats deviennent de plus en plus fragmentés (Fahrig 2003), il est urgent de comprendre et d'atténuer les impacts des obstacles à la migration sur la variation individuelle des distances de déplacement (Hirsch et al. 2017). Étant donné l'importance de la variation des mouvements des animaux pour faciliter une réponse adaptative aux changements environnementaux (Sih et al 2011; Bestion et al 2015), la conservation de la diversité intraspécifique de mouvement documentée ici peut s'avérer importante pour la conservation des communautés animales dans l'Anthropocène."

Référence : Harrison PM et al (2019), Individual differences exceed species differences in the movements of a river fish community, Behavioral Ecology, 30, 5, 1289–1297

Le retour des castors rend de plus en plus manifeste le dogmatisme de la continuité (pseudo-)écologique

Le Royaume-Uni a décidé d'engager une politique de ré-introduction du castor d'Eurasie, jadis répandu mais qui a frôlé l'extinction. A cette occasion, des chercheurs et naturalistes expliquent l'intérêt de ce choix. On découvre que les petits barrages en rivière avec leurs retenues ralentissent les crues, limitent les assecs, épurent l'eau, favorisent la biodiversité locale, atténuent les effets du changement climatique. Tout le contraire des dogmes défendus par l'administration française et par certains lobbies, qui en sont aujourd'hui à diaboliser tout "obstacle à l'écoulement" dépassant 20 cm de hauteur! Nous aurait-on menti sur l'impact réel des ouvrages des rivières? La politique de destruction des moulins, étangs, plans d'eau est-elle en train de dégrader nos milieux aquatiques et leur résilience? Il serait temps de sortir des dogmes et de mesurer ce qui se passe réellement pour l'eau et le vivant au droit des ouvrages, ceux des humains comme ceux des castors. 

La Fondation 30 millions d'amis consacre un article au programme de ré-introduction du castor au Royaume-Uni.

En voici un extrait :

"Outre-Manche, deux couples de castors seront réintroduits dès 2020. L’un dans le sud-est de l’Angleterre, à proximité du parc national d’Exmoor, l’autre près de la côte sud, aux alentours du parc national de South Down. Les Britanniques poursuivent un but précis : lutter contre les inondations. Les barrages construits par ces bâtisseurs d’exception permettraient effectivement d’endiguer les intempéries. Plus précisément, ils «permettent de retenir l’eau lors des périodes sèches, aident à réduire les crues éclair en aval et améliorent la qualité de l’eau en retenant le limon, explique Ben Eardley, responsable du projet chez National Trust. Ils contribuent à rendre nos paysages plus résistants au changement climatique».

Si le rongeur est au service de l’Homme et de la nature, il l’est également auprès d’autres espèces qui bénéficient, grâce à ses talents de constructeur, d’un habitat remarquable. Les étangs qu’il érige profitent à de nombreux animaux : campagnols, oiseaux sauvages, amphibiens, insectes aquatiques (tipules, coléoptères aquatiques, libellules…). «Ceux-ci aident à leur tour à soutenir les poissons reproducteurs et les oiseaux tels que les moucherolles à taches», rajoute le représentant de l’Association National Trust. En somme, le castor est une «clé de voute de la biodiversité», selon Dave Sproule, spécialiste du patrimoine naturel au Canada."

Il ressort donc des experts anglo-saxons que la création de nombreux petits barrages et plans d'eau sur les rivières tend à :
- limiter la force et rapidité des crues,
- limiter la sévérité des étiages,
- épurer l'eau,
- favoriser la biodiversité locale,
- atténuer les effets du changement climatique.

Il faut noter que ces atouts sont liés aux fonctionnalités même des ouvrages (ralentir, divertir, diversifier, augmenter la lame d'eau), pas au fait particulier qu'un castor ou un autre animal ingénieur ou un aléa (chute d'arbre et embâcles) en soit à l'origine. En réalité, des "obstacles à l'écoulement" sont déjà partout dans la nature, avant ceux ajoutés par les humains, chacun peut même s'amuser à les observer en tête de bassin.

La valeur des petits barrages reflète très exactement le point de vue de notre association, et de toutes ses consoeurs qui mettent en avant la valeur des ouvrages de moulins, d'étangs, de plans d'eau... et de castors. C'est aussi le point de vue de nombreux chercheurs (quelques références en bas de cet article).

Cliquer pour agrandir ou télécharger (usage libre). 

En revanche, pour une raison assez mystérieuse, l'administration française s'est engagée dans une diabolisation maladive de tout "obstacle à l'écoulement" au nom de la "continuité écologique", avec une volonté de détruire le maximum de barrages, un déni de tout intérêt des ouvrages en terme de biodiversité ou de fonctionnalité.

Face à ces dogmes, défendons plus que jamais la valeur des ouvrages humains et non-humains en rivière!

Nous réclamons de l'Etat qu'il engage des campagnes de mesures réelles, sur le terrain, et non qu'il assène des principes abstraits répétés sans cesse mais sans données :

• diversité faune-flore autour des ouvrages (amont, retenue, aval, bief et rives), sans se limiter aux poissons et sans prétendre a priori que seules certaines espèces sont d'intérêt,
• mesure de la fonction refuge des plans d'eau aux étiages, à échelle bassin versant,
• mesure des écrêtages et ralentissements de crues par les plans d'eau et canaux, à échelle bassin versant,
• mesure des recharges en eau des nappes et des sols pendant les saisons pluvieuses, avec ou sans ouvrage,
• mesure des polluants en amont et en aval des retenues.

A lire sur ce thème
Le moulin, le castor et l'assec 
Barrages de castors et d'humains: quels effets sur les rivières? (Ecke et al 2017) 
Les petits barrages (de castor) ont aussi des avantages (Puttock et al 2017) 
Les barrages des moulins ont-ils autant d'effets sur la rivière que ceux des... castors? (Hart et al 2002) 

Observations sur un nouvel indicateur de naturalité des cours d'eau

L’Observatoire national de la biodiversité annonce qu'il incorpore un indicateur de naturalité des cours d'eau aux 89 autres critères pour analyser l’état de la biodiversité en France et sa prise en compte par la société. Nous montrons ici qu'au regard de cet indicateur, au moins 65% des rivières françaises auraient dû être classées en "masses d'eau fortement modifiées" au titre de la directive européenne sur l'eau, et non pas 10% comme aujourd'hui. Si des classements de conservation de milieux très peu impactés doivent être créés – ce qui n'est pas absurde en soi –, ils concernent moins de 10% des cours d'eau au regard de la mesure de leur faible modification par le nouvel indicateur. Par ailleurs, nous rappelons que cette naturalité, concept non scientifique, n'est pas en lien nécessaire avec la biodiversité : l'écologie montre que tous les milieux ou presque ont été modifiés depuis le néolithique, mais aussi que certains milieux d'origine artificielle peuvent être des réservoirs de biodiversité rare comme ordinaire. Nous soulignons enfin que les acteurs administratifs écoutent certaines attentes sociales (ici le label privé "Rivières sauvages") mais pas d'autres (celles des associations demandant l'étude et la reconnaissance de l'intérêt des milieux aquatiques d'origine humaine). Il y a une urgente nécessité de débat démocratique en France sur le sens de ces indicateurs techniques et sur les usages que nous, citoyens, voulons en faire sur chaque rivière. 

L'Observatoire national de la biodiversité, instance administrative rattachée au CGDD et au ministère de l'écologie, précise sur son site :

"Un premier indicateur vient illustrer le degré de naturalité des cours d’eau. Un cours d’eau naturel est une rivière sur laquelle on ne trouve aucune trace d’ouvrages humains (barrage, digue, bords bétonnés ...) ce qui représente en France 8,4% des rivières dites encore "sauvages", un chiffre plutôt stable."

Dans la note explicative de l'indicateur, il est exposé :

"Depuis 2011, le Cerema accompagne le projet « Rivières sauvages » pour lequel émargent via une convention les structures suivantes : le Fonds pour la Conservation des Rivières Sauvages, European Rivers Network, les Agences de l’Eau, l’Agence Française de la Biodiversité (AFB), le Ministère de la Transition Écologique et Solidaire. Ce projet « Rivières sauvages » est parti du constat qu’en France seulement 7 % des masses d’eau sont en très bon état écologique et moins de 1 % des rivières pourraient être qualifiées de « sauvages ». Ainsi, ce constat est à l’origine de la création du Fonds pour la Conservation des Rivières Sauvages en 2010, née d’une initiative privée de naturalistes et scientifiques, pour favoriser aux niveaux national et européen l’émergence d’un réseau de rivières sauvages, grâce à la création d’une grille d’évaluation pour identifier les cours d’eau sauvages ; d’un label écologique, outil de gestion territoriale et de valorisation des rivières ; d’un fonds de dotation pour accompagner les projets et d’un réseau de rivières sauvages pour relier les acteurs de ces territoires."

Le critère est fondé sur neuf thématiques, dont cinq sont «notantes» et vont permettre d’évaluer le niveau de caractère sauvage du cours d’eau. Pour chaque critère, un système de pondération variant de un à six points a été mis en place en fonction de l’importance du critère vis-à-vis du fonctionnement global du cours d’eau et de son rôle dans la qualité écologique globale d’un cours d’eau. Chaque critère est évalué selon trois classes de notation, quantitative ou qualitative, correspondant à un niveau d’altération du tronçon : très faible altération (ou pas d’altération), faible altération et altération notable. Parmi les critères retenus : taux de rectitude contextualisé (cours d'eau rectifié, déméandré), taux de voies de communication à proximité du lit mineur, taux de digues dans le lit majeur, densité d’obstacles à l’écoulement, taux de boisement des berges (rideau d’arbres), occupation des sols et activités en fond de vallée, taux d’occupation du sol de type artificiel à proximité du lit mineur, taux de voies de communication dans le lit majeur, taux de boisement du lit majeur

La grille d’analyse (donc la notation) ne s’applique qu’aux petites et moyennes rivières, c’est-à-dire aux cours d’eau de rang de Strahler inférieur à 6 ; dont la largeur moyenne à pleins bords est inférieure à 50 mètres pour une rivière à chenal unique ou à 350 mètres pour une rivière en tresses.

Résultats

Ce tableau donne la répartition est classes de naturalité.

Ces schémas donnent la répartition par nombre de tronçons et longueur de linéaires.

Commentaires

Les deux-tiers des rivières ont reçu un mauvais classement administratif au titre de la DCE 2000. Ce critère montre que 65% des masses d'eau en France ont une morphologie qui a été fortement à très fortement modifiée par l'humain dans l'histoire. La directive cadre européenne 2000 sur l'eau prévoyait justement dans son article 5 le classement de tronçons de rivières en masses d'eau fortement modifiées, n'ayant de ce fait pas les mêmes critères d'évaluation que les autres (sauf pour le traitement de la pollution chimique, exigible partout). Normalement, les deux-tiers des rivières françaises auraient dû avoir cette classe: or, l'administration française y a recouru dans moins de 10% des cas. C'est une contradiction manifeste, risquant de pénaliser la France dans l'atteinte des objectifs de la DCE. C'est également révélateur du degré d'impréparation et d'approximation de ces questions:  pourquoi aurions-nous confiance dans une parole administrative qui dit une chose et son contraire au regard des textes et critères qu'elle-même produit?

La naturalité ne renseigne en rien sur la biodiversité. L'idée même d'un indicateur de naturalité doit faire l'objet de débat public et d'explication aux citoyens. Quasiment aucun milieu en Europe n'est naturel au sens de sauvage ou vierge, tous ont été modifiés à des degrés divers par l'humain depuis le Néolithique. Les conditions aux limites de la nature sont de toute façon altérées désormais au niveau global par le climat, qui change et changera de manière non naturelle sur deux paramètres essentiels de la vie aquatique (précipitation, température). La recherche en écologie scientifique montre depuis plusieurs décennies que nous avons sous-estimé l'ancienneté et l'intensité des modifications (voir quelques références ci-dessous). Par ailleurs, il n'y a aucun rapport univoque de cause à effet entre un niveau de naturalité et un intérêt de biodiversité: de nombreux écosystèmes aquatiques et humides classés en zones de conservation (Ramsar, Natura 2000, ZNIEFF) sont d'origine humaine, par exemple. Ce qui importe, c'est de voir au cas par cas comment le vivant s'est adapté aux milieux naturels modifiés ou non, quelles espèces sont présentes et quels services écosystémiques sont rendus.

Un classement de protection au titre de la naturalité devrait concerner moins de 10% des masses d'eau. On peut concevoir que des rivières ayant très peu d'impacts morphologiques sur le lit, les berges et une partie du bassin versant fassent l'objet d'un classement de protection, afin que cette partie des masses d'eau conservent leur fonctionnement actuel. Ce peut être d'intérêt pour la biodiversité qui y est abritée, pour la recherche scientifique, pour l'agrément (tourisme vert). C'est un choix démocratique qui doit être débattu, car un tel classement entraîne aussi un abandon pour l'avenir de certains usages d'intérêt général pour la société humaine (eau potable, énergie, irrigation) et doit normalement être assorti de protections accessoires limitant d'autres usages sans effet morphologique mais pouvant altérer des milieux (excès de fréquentation par pêche, kayak, rafting, randonnée) ainsi que des effets morphologiques sur le lit majeur (activités agricoles et urbanisation modifiant le bassin versant). Si tel doit être le cas, le classement de protection devrait concerner les 8,4% de tronçons (18.000 km) ayant un fort taux de naturalité au sens de cet indicateur.

La recherche publique et les acteurs administratifs doivent écouter tous les acteurs sociaux. La création de cet indicateur de naturalité est le fait de la rencontre entre des instances publiques (Cerema, AFB, CGDD, ministère de l'écologie) et une initiative privée (Fonds rivières sauvages). Pourquoi pas, mais toutes les demandes sociales relatives à l'écologie devraient être examinées, ce qui n'est pas le cas. Notre association a par exemple produit un rapport de synthèse de quelques travaux scientifiques et observations directes de terrain montrant que les écosystèmes aquatiques d'origine humaine possèdent aussi des biodiversité et des fonctionnalités d'intérêt, aujourd'hui négligées. Notre site rappelle régulièrement ce fait à travers des exemples. Nous avons demandé que des critères de prise en compte de cette réalité soient désormais associés à tout chantier en rivière et toute programmation de bassin versant. Aucun acteur public n'a daigné répondre à cette demande, fut-ce pour démontrer qu'elle serait infondée. Or, chaque année en France, on fait disparaître des biefs, des canaux, des retenues, des étangs, des lacs qui sont autant de milieux aquatiques et humides. L'indifférence des représentants administratifs et publics de l'écologie à la nécessité de l'examen préalable de ces milieux est aujourd'hui intenable, précisément car une abondante littérature scientifique interdit de poser une égalité simple entre la naturalité et la biodiversité.

Quelques travaux scientifiques récents montrant que biodiversité et naturalité ne sont plus synonymes

• les biefs de moulins hébergent des moules protégées (Sousa et al 2019a)
• les canaux d'irrigation sont colonisés par des moules menacées (Sousa et al 2019b)
• les barrages sont à conserver et gérer pour le vivant et le débit en adaptation au changement climatique (Beatty et al 2017) 
• l'indifférence et l'ignorance sur les écosystèmes aquatiques artificiels conduit à des mauvais choix de conservation biologique (Clifford et Hefferman 2018)
• les masses d'eau d'origine anthropique servent aussi de refuges à la biodiversité (Chester et Robson 2013) 
• un étang augmente la densité de certains invertébrés et la disponibilité d'eau pour le vivant (Four et al 2019)
• 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 européenne des bassins hydrographiques en raison de leurs peuplements faune-flore (Hill et al 2018)
• la fragmentation des milieux serait favorable à la biodiversité (Fahrig et al 2017, 2019)
• un effet positif des barrages est observé sur l'abondance et la diversité des poissons depuis 1980 (Kuczynski et al 2018)
• la biodiversité des étangs piscicoles est d'intérêt en écologie de la conservation (Wezel et al 2014)
• les canaux servent de corridors biologiques pour la biodiversité (Guivier et al 2019)
• la morphologie des rivières françaises est modifiée depuis déjà 3000 ans et nos choix de gestion l'ignorent (Lepsez et al 2017)
• les effacements d'ouvrages avantagent certaines espèces mais en pénalisent d'autres et ce n'est pas correctement évalué (Dufour et al 2017)
• l'écrevisse à pattes blanches bénéficie de la fragmentation des cours d'eau par les chutes naturelles et artificielles (Manenti et al 2018) 
• des truites vivent depuis 200 générations dans un cours d'eau fragmenté (Hansen et al 2014)
• supprimer les ouvrages des moulins à eau incise les rivières et assèche leurs lits majeurs (Maaß et Schüttrumpf 2019)
• la moitié des rivières européennes devrait changer d'écotype d'ici 2050 (Laizé et al 2017)
• la notion de condition de référence d'une rivière est problématique (Bouleau et Pont 2014, 2015)
• la réalité des écosystèmes culturels questionne la cohérence de l'écologie de la restauration (Evans et Davis 2018)
• l'écologie aquatique doit modéliser les nouveaux écosystèmes de l'Anthropocène (Mooij et al 2019)
• les nouveaux écosystèmes révèlent la construction sociale de la nature (Backstrom et al 2018)
• les modifications des rivières datent de 15.000 ans déjà (Gibling et al 2018)

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

Une masse d'eau lentique a pour caractéristique que sa température est stratifiée, c'est-à-dire différente au sommet et à la base de la colonne d'eau. Cette signature thermique tient au fait que l'eau n'y est pas turbulente, dès lors pas mélangée, contrairement à un cours d'eau lotique (à courant vif): la surface et le fond divergent donc. Trois chercheurs ont analysé des retenues de moulins dans deux rivières à conditions hydroclimatiques différentes, dans le Centre et l'Est du pays. Leur conclusion: la stratification thermique y est généralement faible à nulle, limitée à quelques périodes de l'année et heures de la journée. On ne peut donc pas dire selon eux que le comportement thermique de ces retenues de moulin est de nature lentique. Ce travail rappelle que la politique publique des retenues, étangs, réservoirs et lacs en France repose trop souvent sur des approximations non fondées sur des faits et des mesures.

Francesco Donati, Laurent Touchart et Pascal Bartout (Université d’Orléans, Département de Géographie) ont analysé le comportement thermique de quatre retenues de seuils de moulin.

Voici comment les auteurs exposent la motivation de leurs travaux :

"Les cours d'eau de France métropolitaine sont potentiellement exposés à la dégradation causée par les ouvrages hydrauliques, du fait de leur diffusion sur les rivières du pays. Parmi ces structures, on trouve des seuils, omniprésents au sein du réseau hydrographique français. Dans un cours d'eau, la présence d'un seuil entraîne une modification de ses conditions hydrauliques, dont l'effet le plus remarquable est la formation d'une zone de vitesse d'écoulement lent en amont (Csiki & Rhoads, 2010). Cette réduction de vitesse pourrait être de nature à provoquer une sorte d'effet barrage, favorisant la formation de zones d'écoulement lentique (Malavoi & Salgues, 2011) et la substitution des caractéristiques lotiques du cours d'eau par des caractéristiques lentiques (Souchon & Nicolas, 2011), mais les études pour le confirmer ou l'invalider manquent pour les contextes français.
Les cours d'eau en amont sont-ils convertis en plans d'eau stagnants ou conservent-ils leurs caractéristiques actuelles? A travers des études de cas françaises, utilisant le paramètre de température de l'eau, qui est la principale cause de stratification de la densité de l'eau, l'objectif de cette étude est d'essayer de répondre à cette question pour mieux comprendre les effets des déversoirs sur les milieux aquatiques."

Pour répondre à cette problématique, les chercheurs ont étudié deux rivières de types hydro-climatiques différent : trois retenues de moulin sur les Mauves, affluents de la Loire qui coulent sur 45 km dans le département du Loiret, à l'ouest de l'agglomération d'Orléans ; une retenue de moulin sur la rivière Zinsel du Nord, affluent de la Moder qui coule sur 43 km entre les départements de la Moselle (57) et du Bas-Rhin (67), dans le nord-est de la France.

Comment différencier une eau lentique et lotique? Par la stratification thermique de la colonne d'eau.

"Pour comprendre si les cours d'eau en amont des seuils conservent leurs caractéristiques lotiques ou s'ils ont des caractéristiques lentiques, la méthodologie déployée est basée sur l'étude des propriétés thermiques de l'eau. En effet, le principal discriminant entre les eaux courantes et les eaux stagnantes est la stratification thermique de la colonne d'eau (Wilhem 1960; Touchart 2002). Bien qu'elle présente des moments d'uniformité, la normalité d'une eau stagnante est sa stratification selon un gradient vertical de densité de température, tandis que la normalité d'une eau courante est l'homogénéité physico-chimique de la colonne d'eau, car la turbulence empêche la distinction des couches d'eau et leur superposition (Touchart 2007, a)."

Les chercheurs ont donc mesuré la température en haut et en bas de la colonne d'eau dans les retenues, de février à décembre, pour un total de 35.529 données brutes analysables.

Les résultats indiquent d'abord que le delta de température (hétérothermie) n'est présent qu'une petite partie de l'année sur les sites (plus souvent en été), avec des signatures différentes, le plus souvent faible (moins de 0,5°C) hors un site (moulin Nivelle sur les Mauves, en haut).

Evolution de la stratification sur 10 mois, extrait de Donati et al 2019, art cit.

Les résultats indiquent ensuite que ce delta  n'est présent que dans certaines heures de la journée, essentiellement entre 11:00 et 16:00

Heures de la journée où une stratification de l'eau est observable, extrait de Donati et al 2019, art cit.

Conclusion des chercheurs :

"Les résultats montrent que la présence d'un seuil n'est pas synonyme de substitution des caractéristiques lotiques d'un cours d'eau. En effet, dans une seule des zones d'étude parmi les quatre analysées, celle du moulin de Nivelle, une signature thermique similaire à celle de certains plans d'eau a été observée, et même alors exclusivement pendant les mois centraux de l'été. Pendant la partie la plus chaude de l'année, dans les autres zones d'étude, l'homogénéité physique de la colonne d'eau a également été "perturbée", mais la nature épisodique de ces moments d'hétérogénéité conduit à les classer comme stratification thermique normale observable dans les cours d'eau. L'apparition de caractéristiques lentiques ne semble pas dépendre de facteurs climatiques, mais plutôt de facteurs locaux. En effet, elles n'ont été observées que lorsque certaines conditions environnementales étaient réunies sur le tronçon, notamment une bonne exposition au soleil et un débit particulièrement lent."

Discussion
La politique publique des ouvrages hydrauliques en France a été construite au fil des décennies sur des trajectoires institutionnelles empruntant diverses motivations. L'une d'elle est que la substitution d'un style lotique par un style lentique contreviendrait à certaines propriétés supposées d'intérêt du tronçon (au gré des arguments avancés, parfois de manière disparate et souvent de manière non mesurée: ses fonctionnalités, sa naturalité, sa diversité, son auto-épuration, etc.). Le travail mené par Francesco Donati et ses collègues suggère que dans le cas des chaussées de moulin, cette hypothèse n'est pas forcément vérifiée quand on adopte une approche limnologique, car le caractère lentique des retenues doit être préalablement défini et ensuite caractérisé au droit des sites, pas présumé.

Nous ne pouvons que nous féliciter de l'émergence de ces travaux de plus en plus précis sur les ouvrages anciens des cours d'eau, qui sont de véritables orphelins de la recherche académique. Les politiques publiques sont construites sur des savoirs partiels, et parfois biaisés par le choix des phénomènes que l'on va mesurer et ceux que l'on va ignorer. Notre association demande que des programmes de recherche soient dédiés à l'examen de la biodiversité et de la fonctionnalité des hydrosystèmes anthropisées, en particulier les plus anciens et les plus nombreux, ceux des retenues et des biefs de moulins, des étangs, des lacs de barrage. Le sujet est d'autant plus critique que des choix sont faits pour détruire ces milieux sur argent public au nom de la "continuité écologique". Les acteurs institutionnels (ministère de l'écologie, agence de la biodiversité, conseils scientifiques des agences de l'eau) sont pour le moment dans une attitude de déni d'intérêt et d'ignorance volontaire vis-à-vis de cette question. Pourtant, les avancées de la recherche suggèrent que nous connaissons mal ces milieux sur lesquels nous intervenons.

Référence : Donati F et al (2019), Do rivers upstream weirs have lotics or lentics characteristics?, Geographia Technica, 14, 2, 1-9