Impact des barrages sur les poissons migrateurs des Etats-Unis (Dean et al 2023)

Une recherche menée sur la répartition des poissons migrateurs dans les bassins versants des Etats-Unis montre que les barrages sont un facteur d’influence majeure dans quatre écorégions sur neuf. Mais même dans ces régions, les obstacles à la migration n’expliquent qu’une faible part des variations observées.

Beaucoup d’études concernant l’impact des barrages sur les poissons migrateurs concernent des sites ou des tronçons, parfois des bassins versants fluviaux. Mais peu analysent des écorégions entières. E.M. Dean et ses collègues ont souhaité comblé ce manque par une analyse menée à échelle des neuf écorégions divisant les Etats-Unis limitrophes (hors Alaska et Hawaï). 

Ces écorégions sont des zones présentant des caractéristiques similaires, notamment la géologie et le climat (cf image ci-dessus). Les rivières des Appalaches du Nord froides à tempérées (NAP) drainent des bassins versants glaciaires et vallonnés à travers une matrice de terres forestières et urbaines et se jettent dans l'océan Atlantique. Dans les Appalaches du Sud tempérées et humides (SAP), les rivières drainent des crêtes et des plateaux de terres boisées et minières se transformant en basses terres des Plaines côtières (CPL). Les rivières du CPL tempéré à subtropical drainent un tiers des zones humides des États-Unis, et cette écorégion est l'endroit où le Mississippi se jette dans le golfe du Mexique. En général, les précipitations tombent abondamment dans ces régions orientales. Les plaines du Nord (NPL), les plaines du Sud (SPL) et les plaines tempérées (TPL) ont des  étés chauds et hivers froids, avec des rivières drainant des bassins versants dominés par des terres agricoles avec  prairies, recevant d’importants apports de sédiments et de ruissellement. La géologie glaciaire du Haut-Midwest (UMW) abrite des rivières alimentées par les eaux souterraines qui se jettent dans le fleuve Mississippi et les Grands Lacs. Le Xeric (XER) est aride, avec des rivières qui connaissent naturellement de fréquentes périodes d'assec, drainant une topographie plate à vallonnée soutenant des arbustes et des prairies. Les rivières des Montagnes occidentales (WMT) coulent à travers les chaînes de montagnes boisées des États côtiers, des États du sud-ouest et de certains États du nord et du centre, avec la fonte des neiges et des précipitations extrêmes à des altitudes élevées alimentant des rivières.

Concernant les barrages, les auteurs reprennent les plus impactants selon leurs caractéristiques de hauteur (au moins 7,62 m de hauteur) ou de retenue (au moins 6,17 ha), ainsi que ceux identifiés comme à haut impact par un travail précédent (Cooper 2017, voir recension). Les données sur les poissons concernent 45989 rivières ayant des données collectées entre 1990 et 2019.

Dans toutes les écorégions, la richesse totale en espèces de poissons (y compris les poissons migrateurs) variait de 88 dans le NPL à 445 dans le SAP, et les pourcentages de poissons entièrement migrateurs variaient de 25,2 % (SAP) à 47,0 % (UMW). Parmi les espèces entièrement migratrices, le pourcentage d'espèces diadromes [nota : ayant un cycle migrateur en eau douce et eau salée] était plus élevé dans le WMT (21,4 %) et le XER (20,3 %) que dans les autres écorégions, et le pourcentage d'espèces diadromes et potamodromes [nota : ayant un cycle migrateur uniquement en eau douce] était plus élevé dans le CPL (24,4 %) que dans les autres écorégions. écorégions. La richesse en espèces potamodromes variait de 68,7 % (CPL) à 89,1 % (NPL) dans toutes les écorégions, et la richesse en poissons potamodromes était plus de 20 fois supérieure à celle des poissons diadromes dans les régions XER, SPL, TPL et UMW. 

Ce tableau montre le poids des facteurs d’explication dans les 9 écorégions :

Les auteurs le commentent ainsi : « La répartition de la variance a indiqué que les facteurs naturels du paysage, l'utilisation des terres par l'homme, la fragmentation des rivières et leurs interactions expliquaient entre 11,7 % (SPL) et 32,7 % (WMT) de la variation totale de l'abondance relative des poissons migrateurs dans les écorégions. Parmi la variation expliquée, les facteurs naturels du paysage représentaient un minimum de 13,6 % (SPL) et un maximum de 64,1 % (UMW), les utilisations humaines des terres expliquées entre 0,2 % (UMW) et 27,6 % (SPL), et les paramètres de fragmentation des rivières expliqués. entre 1,9% (NPL) et 14,7% (UMW) de variation de l'abondance relative des poissons migrateurs. Les facteurs naturels du paysage expliquent davantage de variations que les perturbations anthropiques dans huit des neuf écorégions (SPL était l'exception). Les mesures de fragmentation du réseau fluvial expliquaient plus de variation dans les assemblages de poissons que l'utilisation des terres par l'homme dans les écorégions UMW, NAP, SAP et CPL situées dans l'est des États-Unis et expliquaient moins de variation dans les assemblages de poissons que l'utilisation des terres par l'homme dans d'autres écorégions. »

Discussion

Le premier point remarquable est que le modèle des chercheurs ne parvient à expliquer que 32,7% au mieux de la variance des poissons. Cela signifie que les facteurs pris en compte laissent, selon les bassins, 70 à 90% des variations de poissons sans explication causale décisive. Nous avions déjà souligné combien il est difficile de prendre en compte l’ensemble des  facteurs pouvant influer la biologie et l’écologie des poissons (voir cet article).  Le second point est que la part des barrages au sein de la variance expliquée est encore plus faible, même si elle significative dans quatre bassins sur neuf. Il est logique que certains grands barrages non équipés de dispositifs de franchissement dépriment des populations de poissons de migrateurs et favorisent des espèces non migratrices, notamment adaptées aux milieux lentiques ou semi-lotiques de retenues. A l’ère anthropocène marquée par la transformation diffuse et continue des déterminants du vivant, il existe rarement une cause simple  pouvant expliquer pourquoi les populations actuelles des espèces divergent de celles des époques précédentes. Enfin, on notera que les mesures faites (pour les poissons) commencent en 1990, c'est-à-dire après la construction de la plupart des barrages, et donc après que leur effet s'est exercé. Des analyses sur la plus longue durée apportent davantage d'enseignements, comme par exemple le travail de Merg et al 2020 en France sur 250 ans d'évolution des poissons migrateurs. 

Référence : Dean EM et al (2023), Cumulative effects of dams on migratory fishes across the conterminous United States: Regional patterns in fish responses to river network fragmentation, River Research and Applications, 39, 9, 1736-1748

Les biais des hauts fonctionnaires de l’eau et de la biodiversité

Responsable ressources en eau, milieux aquatiques et pêche en eau douce au ministère de l’écologie, Claire-Cécile Garnier est depuis 15 ans une des pilotes de la politique de continuité écologique en France. Cette politique s’est focalisée sur la volonté de détruire des ouvrages hydrauliques (barrages, seuils, digues) et leurs milieux (retenues, étangs, biefs et canaux). Dans une vidéo récente, la haute fonctionnaire expose les raisons justifiant ces choix. Une bonne occasion d’explorer les biais cognitifs à l’œuvre même dans les têtes de la technocratie publique. Et de comprendre pourquoi la continuité écologique est devenue l’une des politiques environnementales les plus contestées sur le terrain.

Lien vers la vidéo : le vrai/faux de la continuité écologique

Ce qui n'est pas dit dans la vidéo (et cette omission est le premier problème)

Biais de cadrage n°1 : ignorance de la dimension sociale et historique de l’eau

Le biais de cadrage consiste à parler d’un phénomène de manière partielle ou partiale car on prend soin d’évacuer les dimensions qui gênent dans le phénomène en question. Ici, la vidéo adopte une approche naturaliste : l’ouvrage hydraulique ne devrait être envisagé que par rapport à des questions écologiques, en particulier par rapport à la naturalité vue comme fonctionnement physique et biologique d’un cours d’eau sans influence humaine. Or, les cours d’eau sont aussi de constructions sociales, historiques, usagères et paysagères, les ouvrages hydrauliques en sont précisément un témoignage (voir Edgeworth 2011, Linton et Krueger 2020). Plusieurs livres universitaires ont constaté la négligence de la diversité des enjeux et de l'écoute des riverains (Barraud et Germaine 2017, Bravard et Lévêque 2020). En évacuant ce sujet, et en évacuant du même coup tout ce que les riverains pensent des rivières aménagées où ils vivent, on rend invisible un pan entier de la réalité. Ce qui n’existe pas dans l’esprit du haut fonctionnaire et des clientèles qui accomplissent sa politique ne mérite finalement pas d’exister dans la réalité. Du coup évidement, on prive le citoyen de divers apports de l’archéologie, de l’histoire, de la géographie, de sociologie, de la politologie, de l’économie, du droit ou de l’anthropologie. On prive aussi le citoyen de la possibilité de donner un avis sur les ouvrages qui ne soit pas dicté par l’obligation naturaliste de n’en parler qu’à travers des impacts sur ceci ou cela. 

Biais de cadrage n°2 : ignorance des aspects écologiques positifs des milieux, fonctions, services liés aux ouvrages hydrauliques

Autre biais de cadrage dans cette vidéo : ne surtout pas parler des travaux qui attestent que les milieux créés par les ouvrages hydrauliques (retenues, étangs, lacs, biefs, canaux, etc.) ont aussi des avantages selon des critères écologiques (ceux retenus comme seul prisme de l’explication). Pourtant, un passage en revue de la littérature scientifique  a par exemple montré que les petits plans d’eau assurent jusqu’à 39 services écosystémiques (Janssen et al 2020). Il est de tout même incroyable de parler du sujet aux citoyens sans être capable de citer un seul de ces services (épuration de l’eau, îlot de fraîcheur, havre de biodiversité, agréments divers en lien à la nature, etc.) ! En outre, les habitats aquatiques et humides d’origine anthropique accueillent aussi de la biodiversité, dont l’étude est très négligée : voir par exemple pour des analyses multi-sites Chester et Robson 2013  ou Zamora-Marin et al 2021, pour des compartiments particuliers de la faune  Sousa et al 2021  sur les moules d’eau douce, Kolar et al 2021 sur les libellules, Labat et al 2021 sur les végétaux. A nouveau, tout cela est nié, gommé, invisibilisé : quand on défend un dogme, on tait ce qui le contredit.

Biais de cadrage n°3 : ignorance du « schéma global » de l’Anthropocène

L’économie générale du discours sur les ouvrages hydrauliques consiste à focaliser l’attention sur des effets locaux (ils ralentissent et réchauffent un peu l’eau, ils modifient les assemblages du vivant, etc.) et à laisser entendre que ces altérations au sens propre (c’est-à-dire ces créations d’un autre état écologique local de la rivière) sont très importantes. Mais en fait, la recherche scientifique montre qu’à l’âge anthropocène (âge de l’influence humaine majeure sur l’environnement), tous les paramètres qualitatifs et quantitatifs de l’eau, des sédiments et des populations associées sont fortement modifiés.  On peut lire par exemple des études sur les poissons d’eau douce (Su et al 2021), sur le cycle des sédiments (Syvitski et al 2022) et les dynamiques sédimentaires (Verstraeten et al 2017), sur les zones humides (Fluet-Chouinard et al 2023), sur l’histoire longue des modification de rivières et fleuves à échelle millénaire (Brown et al 2018). Des chercheurs ont souligné que les plans d'eau sont absents de la nomenclature administrative alors qu'ils représentent sans doute en France un demi-million de biotopes, pour la plupart créés par les humains (Touchart et Bartout 2020). Les ouvrages hydrauliques anciens ne représentent qu’un élément dans ce flux continu de modification du fonctionnement des bassins versants. Ils sont sans commune mesure avec les effets très récents (à échelle historique et géologique) de la mécanisation et des travaux mécanisés en lit majeur / mineur, des pollutions par produits de synthèse, des hausses de prélèvements liées au boom démographique et à la croissance économique

Citation : « Les altérations physiques à cette continuité, obstacles à l'écoulement seuil, barrage endiguement les rectifications sont avec les pollutions diffuses, la pression principale responsable du mauvais état des cours d'eau. »

Biais de focale : ignorance du poids relatif des altérations de l’eau

Cette citation laisse penser que l’obstacle à l’écoulement est un facteur de dégradation de la qualité chimique et biologique de l’eau aussi important que la pollution. Il n’en est rien. Du propre aveu des indicateurs actuellement utilisés pour mesurer la qualité (de l’eau (dont il faudrait discuter par ailleurs la validité), les obstacles à l’écoulement ont un rôle très faible par rapport aux pollutions et aux occupations du sol des bassins versants. C’est ce qui ressort des études quantitatives ayant pris soin de comparer des rivières pour pondérer chaque impact : voir par exemple cette synthèse, ou encore Villeneuve et al 2015, Cooper 2016, Lemm et Feld 2017, Lemm et al 2021. On trompe le public et on détourne l'attention à laisser croire que l’eau s’est beaucoup dégradée à cause de ces obstacles. 

Citation: « Il est vrai que de nombreux ouvrages en rivière, comme les seuils de moulins à eau, ont été construits il y a plusieurs centaines d'années. En revanche, il est faux de dire qu'ils n'ont jamais eu d'impact sur la biodiversité. Selon une étude scientifique de 2016, la généralisation à partir du 11e siècle des Moulins à roues verticales en Europe a causé un premier effondrement des populations de saumon. »

Biais de halo : une étude devient une généralité

En science d’expérimentation et d’observation, une étude isolée n’a jamais fait une connaissance solide. Il faut que cette étude soit répliquée plusieurs fois. La publication citée a été commentée sur notre site (voir Lenders et al 2016), et nous avons formalisé des objections sur les sources françaises, où les auteurs ne distinguent pas le poids de la morphologie et le poids des pêcheries dans la raréfaction locale du saumon. Par ailleurs, une autre recherche en histoire environnementale ne valide pas l'idée d'un déclin des poissons d'eau douce comme cause de changement des régimes alimentaires, mais plutôt l'arrivée de produits des pêches océaniques (Orton et al 2017). D’autres travaux sur les migrateurs français ont montré que ceux-ci restaient globalement attestés jusqu’aux sources des grands bassins versant à la fin du 18e siècle, quand l’essentiel du patrimoine historique des moulins, forges, étangs était présent, voir Merg et al 2020. Cela étant dit, il est évident que la biodiversité d’un cours d’eau va évoluer selon que ce cours est barré ou non. Même des barrages (tout à fait naturels) de castors produisent une cascade d’effets physiques, chimiques, biologiques, ce qui conduit d'ailleurs des chercheurs à admettre qu'il faut repenser l'idée de continuum fluvial (Larsen et al 2021). La biodiversité évolue, avoir une approche fixiste ou espérer retrouver les mêmes profils du vivant que voici 5 siècles ou 5 millénaires n’a aucun sens. 

Citation : « [La continuité] C'est aussi ce qui permet des inondations dans le lit majeur qui vont recharger les zones humides, les sols et les nappes souterraines, qui vont éroder les terres et amener des matériaux à la rivière. » / « Au contraire, les seuils aggravent plutôt localement les inondations parce qu'ils rehaussent la ligne d'eau en permanence et facilitent ainsi les débordements en amont. »

Biais de contradiction : une qualité devient un défaut quand il faut justifier le dogme…

Quand il s’agit de vanter les bienfaits de la continuité écologique, Claire-Cécile Garnier explique que celle-ci se traduit par des inondations et débordements qui remplissent d’eau les nappes et les sols. Quand il s’agit de vanter la destruction des ouvrages en rivières, la même explique que ceux-ci tendent à provoquer des inondations et débordements en amont, ce qui cette fois devient un problème ! Ce raisonnement ad hoc où des acrobaties intellectuelles justifient une chose et son contraire est le signe assez fiable d’une idéologie sous-jacente qui fait feu de tout bois pour asséner ses croyances. 

En conclusion
Nous pourrions reprendre chaque phrase ou presque de la vidéo pour la nuancer, préciser ou parfois contredire. La lecture de notre rubrique idées reçues ou de notre rubrique science permettra aux lecteurs intéressés de comprendre pourquoi.  Ce n'est probablement pas très utile : le personnel public qui s'est engagé dans la mise en oeuvre de la continuité écologique sous sa dimension destructrice des ouvrages et milieux anthropisés connaît ces arguments, mais préfère les ignorer ou les nier. Pour que cette politique change vraiment, il faudra probablement attendre le poids des réalités (besoins de la transition énergétique, nécessités de l'adaptation climatique, réponses aux événements extrêmes sécheresses, feux de forêt et crues) ainsi que le renouvellement d'une génération de décideurs et experts qui a mal posé le problème, mais peine à la reconnaitre. 

Ecologie, évolution et étude des socio-écosystèmes hybrides

Dans son dernier exercice de prospective scientifique sur l'écologie et l'environnement, le CNRS souligne parmi les pistes de recherche à soutenir l'analyse des écosystèmes créés par les humains, afin de mieux comprendre les interactions rapides entre évolution et écologie. Une préconisation qui devrait concerner au premier chef le grand orphelin des travaux sur l'eau en France, à savoir le riche réseau des milieux aquatiques anthropisés (mares, étangs, fossés, biefs, canaux, retenues, lacs), à ce jour souvent considéré par le gestionnaire public comme sans intérêt car de toute façon "dégradé" par rapport à un milieu "naturel" sans humain. Cette cécité, assez absurde étant donné l'importance de ces milieux sur tous les territoires, nous prive de connaissances et de pratiques utiles pour une meilleure gestion des environnements hybrides formant la réalité des bassins versants. 

Tous les quatre ans, CNRS Écologie & Environnement organise des journées de réflexion commune, avec sa communauté scientifique, afin de présenter les grandes avancées des recherches menées au sein de ses laboratoires et d'identifier les nouvelles disciplines et thématiques à soutenir dans les cinq années à venir. La synthèse du dernier exercice vient de paraître (lien en bas d'article). 

Nous publions un extrait d'un des chapitres de cette prospective (dédié à la nécessité de rapprocher davantage écologie et évolution), prenant comme exemple l'analyse des milieux créés par les humains comme source d'éco-évolution rapide. 

Applications de l’éco-évolution aux environnements anthropisés

Les systèmes anthropisés peuvent représenter des modèles d’étude pertinents pour comprendre les interactions éco-évolutives rapides sous forte pression environnementale, et donc fortes pressions de sélection (...). En effet, leur dynamique se fait à l’échelle de quelques (à quelques dizaines de) générations, ce qui permet de les suivre « en temps réel », avec des caractéristiques communes et un grand nombre de réplicas. En outre, ils offrent des contextes suffisamment différents pour mener des études comparatives. Trois cas d’étude ont été discutés au cours de l’atelier : la domestication et culture d’espèces sauvages, les invasions biologiques et les milieux artificiels ou urbanisés.

 

Cas d’étude

Dans le premier cas, le principal processus évolutif est la domestication impliquant souvent une forte sélection sur quelques traits d’intérêt comme le taux de croissance ou la biomasse produite. La sélection est soit centrée sur la production de lignées ou cultivars, soit relâchée (dite « inconsciente »), basée sur la sélection de géniteurs en fonction de leur phénotype lors de leur mise en culture. D’autres forces évolutives peuvent jouer comme les flux de gènes entre populations cultivées et sauvages, ou l’évolution des souches de pathogènes dans les fermes et élevages. Les populations cultivées vont affecter les caractéristiques physico-chimiques de l’environnement ou les chaînes trophiques, mais peuvent aussi constituer des réservoirs importants de maladies. Dans ce contexte, les interactions éco-évolutives concernent notamment le rôle de la diversité génétique et des traits phénotypiques sélectionnés des populations cultivées sur la diversité du microbiome associé, et sur la diversité de ses fonctions (ex. cycles biogéochimiques au sein des cultures et habitats naturels voisins).

Le deuxième cas d’étude concerne les invasions biologiques. Sur le court terme, de fortes pressions de sélection peuvent s’exercer sur les espèces exotiques envahissantes pour tout ce qui touche à leur dispersion et à la compétition dans les communautés réceptrices, impliquant des effets fondateurs ou de « allele surfing », dépendant en particulier de la pression de propagules dispersantes. Les caractéristiques génétiques de la population introduite peuvent moduler l’effet sur l’écosystème, tandis que les caractéristiques de l’écosystème récepteur peuvent affecter la performance de la population introduite. Sur le long terme, les changements sont plus complexes, avec différents scénarios possibles comme l’émergence de l’atténuation de ces effets après la phase initiale (par exemple, des extinctions de populations bien installées). Les processus sous-jacents peuvent être multiples, comme des changements démographiques endogènes qui modifient l’intensité de la compétition ou des modifications des communautés locales ou des réorganisations des réseaux trophiques. Un enjeu considérable est alors de capter la complexité des rétroactions éco-évolutives, tant sur le plan fondamental que pour la gestion des impacts des espèces introduites (pour éviter d’aboutir à des conséquences plutôt négatives, ou en tout cas mal contrôlées).

 

De manière analogue aux invasions biologiques, les milieux urbanisés ou artificialisés constituent des modèles intéressants pour l’étude des interactions éco-évolutives, parce qu’il s’y exerce de très fortes pressions de sélection dans des gradients environnementaux forts. De nombreuses études ont documenté des changements de traits d’histoire de vie (ex. comportements, reproduction, alimentation), des adaptations spécifiques et des processus de rétroactions éco-évolutives dans ces habitats particuliers (par ex., des boucles démo-environnementales positives conduisant à des explosions de populations et de nouvelles adaptations spécifiques aux milieux anthropisés). Se pose aussi la question de l’influence de ces milieux sur les populations et communautés présentes dans les écosystèmes plus « naturels » avoisinants, par exemple via des processus de maladaptation génétique induits par des flux de gènes asymétriques, depuis les milieux anthropisés.

Enjeux et perspectives

Ces cas d’étude interrogent sur la construction de nouveaux écosystèmes, ou d’écosystèmes hybrides comprenant une proportion importante d’espèces ou de génotypes, importés ou modifiés par les activités humaines, dans lesquels de nouveaux réseaux d’interactions interspécifiques se créent. Par exemple, quelle sera leur résilience vis-à-vis de perturbations, quels services écosystémiques maintenus ou nouveaux pourront-ils fournir, ou encore, quelles adaptations particulières peuvent émerger et avec quelles rétroactions sur les dynamiques des populations et des communautés qui les occupent ?

Les systèmes anthropisés conduisent donc à de nouveaux écosystèmes, incluant des espèces/ communautés qui peuvent être largement modifiées par les activités humaines. Cela pose de nombreuses questions éco-évolutives, en particulier pour ce qui concerne la résilience de ces systèmes ou les services écosystémiques rendus, et donc plus généralement des propriétés qui peuvent émerger de l’anthropisation. Au-delà des cas d’études considérés ci-dessus, il semble important d’identifier ces propriétés de manière générique, et de croiser les facteurs d’anthropisation. Cela paraît critique si l’on souhaite développer une bonne capacité de prédiction et d’intervention (ou de laisser-faire). Il est donc nécessaire d’inclure une vision éco-évolutive dans le domaine des « solutions fondées sur la nature » ou d’ingénierie écologique, de façon à renforcer la durabilité des solutions mises en place comme réponses à l’anthropisation. Une approche socio-écosystémique devient alors plus que nécessaire, et donc un recours à des approches d'intérêt transdisciplinaires. Un point de vigilance doit être soulevé : cette gestion de l’anthropisation attire naturellement des financements, en particulier liés aux politiques publiques, soutenant des projets qui peuvent vite être très finalisés et ne permettant alors pas d’aborder suffisamment les questions de dynamiques éco-évolutives plus éloignées des objectifs des financeurs.

Source : CNRS, Prospectives CNRS Écologie & Environnement 2023, 292 pages 

A lire en complément

La conservation de la biodiversité est-elle une démarche fixiste? (Alexandre et al 2017) 

Le mouvement de la nouvelle conservation veut changer les politiques de biodiversité 

Le gouvernement français poursuit son plan méthodique d’entrave et destruction de la petite hydro-électricité

Depuis 20 ans, tout est fait en France pour décourager l’usage des seuils et barrages en rivière, puis pour pousser à leur destruction, au nom d’une idéologie du retour à la rivière sauvage. Les lobbies et administrations militantes ayant incité à cette politique (largement réprouvée par les citoyens) viennent d’obtenir un projet de décret où la simplification administrative des chantiers hydro-électriques sera réservée aux usines de plus de 3 MW. Cela signifie la poursuite des complications, surcoûts et abandons pour 80% du potentiel exploitable, formés de dizaines de milliers de sites de plus petite puissance ! Vous pouvez exprimer en consultation publique votre refus de ce choix négatif pour la transition énergétique, pour l'adaptation climatique, pour la réindustrialisation de la France et pour la vie des territoires. Nous devons changer d'échelle et de rythme dans le déploiement des énergies renouvelables, en particulier l'hydro-électricité ayant de nombreux atouts (meilleur bilan carbone, meilleur bilan matières premières, meilleur taux de retour énergétique) et des effets secondaires positifs (stockage et régulation de l'eau).

Lien pour exprimer votre avis avant le 24 novembre 2023 : c’est ici 

Quelques articles et dossiers de notre site à lire pour comprendre et argumenter :

• Approbation des citoyens pour le développement de l’hydro-électricité dans l’enquête publique PPE 2023 
• L'hydro-électricité est la plus populaire des énergies renouvelables selon un sondage SER 2021
• Exemple en 2023 des conséquences : le lobby FNE obtenant en justice l’interdiction d’une petite centrale dans un village alpin 
• Les vraies raisons du blocage du gouvernement sur l’énergie hydraulique 
• Comprendre les liens entre petite hydro-électricité, environnement et biodiversité 
• Un dossier complet pour libérer le potentiel hydro-électrique des rivières 
• La recherche confirme le fort potentiel de la petite hydro-électricité en Europe (Quaranta et al 2022) 

Nous reproduisons ci-dessous le communiqué conjoint de France Hydro Electricité (FHE), Union française de l'électricité (UFE), Syndicat des énergies renouvelables (SER)

Reconnaissance d’intérêt public majeur : ne sacrifions pas la petite hydroélectricité !

À RETENIR : En ne permettant pas à l’hydroélectricité d’être considérée comme relevant automatiquement d’un intérêt public majeur selon les mêmes conditions que les autres formes d’énergie décarbonée, le projet de décret soumis à consultation publique le 30 octobre dernier propose un régime discriminatoire qui pourrait freiner le développement d’une filière pourtant essentielle pour les territoires.

Une consultation publique relative à un projet de décret encadrant les conditions dans lesquelles les différentes formes d’énergie renouvelable seront considérées comme relevant d’une raison impérative d’intérêt public majeur (RIIPM) vient de débuter. Il s’agit là d’une disposition essentielle de la loi d’accélération des énergies renouvelables, car elle permet en particulier aux projets renouvelables de petite taille de ne pas avoir à démontrer que leur contribution est essentielle pour le pays, démonstration qui reste par nature toujours difficile à établir.

Dans un contexte où, comme l’a rappelé récemment RTE dans son dernier Bilan prévisionnel 2035, tout électron renouvelable additionnel sera indispensable pour faire face à l’augmentation de la demande d’électricité d’ici 2030, la loi d’accélération venait ainsi lever à travers la RIIPM une contrainte totalement injustifiée, sans remettre en cause d’aucune manière les modalités d’instruction et d’autorisation des projets qui garantissent la protection de la biodiversité.

Pourtant, le décret mis en consultation publique prévoit aujourd’hui que seuls les projets hydroélectriques de grande taille (plus de 3 MW) pourront bénéficier de la RIIPM, laissant de côté la majeure partie du potentiel, constitué de projets de plus petite taille dont la production est un réel atout pour réussir la transition énergétique des territoires ruraux et des territoires de montagne. Cette approche n’a pourtant pas été retenue pour les projets solaires et éoliens, qui bénéficieront eux – très justement – de seuils de puissance plus adaptés pour bénéficier de la RIIPM.

« La filière ne comprend pas cette approche et espère que le Ministère de la Transition écologique, dont dépendent les projets de petite hydroélectricité, saura écouter les associations d’élus qui se sont fortement mobilisées pour dénoncer le traitement injustifié qu’elle subit et demander, comme le Conseil supérieur de l’énergie l’a d’ailleurs validé à une très large majorité, un abaissement significatif de ce seuil, à 150 kW. » estiment les organisations cosignataires.

Cinq scientifiques défendent le rôle bénéfique des petites retenues d'eau et appellent à le reconnaître

En France, et en Europe, une politique publique a valorisé l'assèchement des petites retenues d'eau au nom de la continuité en long: des milliers de réservoirs et biefs associés à des moulins et étangs anciens ont déjà été détruits. Une collectif pluridisciplinaire de scientifiques souligne les limites et carences de ce choix à l'heure où la gestion et régulation de l'eau comme la préservation de milieux pour la biodiversité aquatique sont un enjeu critique.

Préservation de la ressource en eau, protection des zones humides et de la biodiversité :  le rôle des petites retenues d’eau en France 

 

Avis de scientifiques français - octobre 2023 

 

Introduction

Ces 10 à 15 dernières années plusieurs milliers de retenues d’eau ont été détruites en France dans le cadre de la politique de « restauration de la continuité écologique ». Ces retenues sont des petits seuils de moulins et certaines digues d’étangs, installés en grand nombre et de longue date sur notre territoire. 

 

Cette politique a fait l’objet du vote d’un article 49 dans le cadre de la loi « climat résilience face aux effets du dérèglement climatique » visant à proscrire cette pratique en raison de ces conséquences préjudiciables à nos ressources en eaux et aux milieux naturels. 

 

Si l’édification d’importants barrages dès le XIXème siècle en France a provoqué la disparition documentée du saumon, tel n’est pas le cas de ces petits barrages traditionnels qui apparaissent aujourd’hui indispensables à la préservation des eaux et au maintien d’habitats aquatiques propres à la vie en particulier lors des périodes subissant des sécheresses, lesquelles ont tendance à s’accentuer depuis quelques années. 

 

Les éléments décrits ci-après que nous avons voulu le plus synthétique possible reposent sur nos propres travaux, direction de thèses, rédaction d’ouvrages incluant la relecture de plusieurs centaines d’études scientifiques françaises et internationales consacrées aux eaux, aux rivières et à leur aménagement. 

 

1- Un climat à la saisonnalité accrue : crues hivernales, assecs estivaux 

La pluviométrie sur le territoire français est globalement stable mais irrégulière à l’échelle interannuelle et en fonction des régions. Les précipitations hivernales sont étalées sur une saison « froide » plus courte alors qu’augmente la durée de la sécheresse de saison chaude.  

 

La sécheresse caractérise les sols, les nappes souterraines et les écoulements de surface ; l’été 2023 a montré que, dans le Sud-Est de la France, des précipitations orageuses localement supérieures à 50 et même à 100 mm sont incapables de recharger les nappes en raison de la sècheresse des sols et de de la consommation des eaux par le couvert de la végétation et son système racinaire.  

 

Il s’ensuit que le débit des sources n’augmente pas, même après de fortes pluies et que le débit des rivières demeure pendant de longs mois celui de l’étiage.  

En d’autres termes, la recharge des nappes et l’augmentation des débits fluviaux sont limités dans l’espace et éphémères. La traditionnelle saison de recharge de saison froide reste efficace mais sa durée se réduit. Sur les cours d’eau, en particulier en tête de bassin, l’écart entre le débit journalier le plus faible (fin août) et le plus important (mi-janvier) est fréquemment de 1 à 20 voire de 1 à 100. Aux forts débits hivernaux succèdent parfois des assecs estivaux quand le niveau de l’eau a été abaissé par des travaux d’arasement de seuils.  

 

Dans cette perspective, la présence de milliers de petites retenues qui ont la fonction de stocker d’importants volumes d’eau dans les rivières mais plus encore dans la nappe alluviale vont nous faire gravement défaut en période de réchauffement climatique. Ces petits ouvrages, en ralentissant la vitesse des eaux et en favorisant les débordements réguliers dans le lit majeur, jouent le rôle d’atténuateur de crues et favorisent la recharge hivernale des nappes alluviales connues pour restituer une partie de leurs eaux fraîches en période estivale. Notons que dans les régions de basse altitude au substrat imperméable, la seule possibilité de conserver l’eau durant la période déficitaire a toujours été la création de petites retenues, ceci étant attesté depuis plus de 10 siècles, quel que soit le lieu en Europe. 

 

Ce constat a de longue date été pris en compte sur la façade méditerranéenne de la France. Les retenues sont officiellement préservées sur un fleuve côtier, le Vidourle. Une étude recommandant la protection des retenues (Bernot et al., 1996) est toujours d’actualité car ces retenues tiennent la nappe, sont des refuges pour la faune et préservent la ripisylve. Au printemps 2023, un autre fleuve côtier, l’Hérault n’avait pas eu de crue d’hiver et la faune résistait grâce aux seules retenues. Dans la péninsule ibérique, l’assèchement des cours d’eau est si grave que des modèles prédisent la contraction de l’aire couverte par diverses espèces de moule d’eau douce. Des études scientifiques menées à l’échelle de l’Europe ont montré la gravité de la sécheresse chronique qui rend des cours d’eau éphémères ou intermittents alors qu’ils avaient de l’eau en permanence ; une partie de la faune souffre, s’appauvrit et est menacée d’extinction par l’effet du manque d’eau. Le problème est une préoccupation européenne. 

 

Dans ce contexte, stocker les eaux par l’intermédiaire de petites retenues artificielles devrait être une priorité des gestionnaires. Les scientifiques devraient être sollicités pour améliorer la connaissance actuelle portant sur le rôle positif des petites retenues fluviales et notamment la protection contre l’intermittence des eaux lors des sècheresses. La science évolue, s’adapte à de nouvelles réalités et la gestion doit faire de même. 

 

 

2- Des cours d’eau européens fragmentés pendant des millions d’années par des embâcles et des barrages de castors  

Le cours des rivières naturelles ou « sauvages », était autrefois fait de chenaux plus ou moins anastomosés délimitant entre eux de nombreux îlots. Dans les rivières de plaines la cote du fil de l’eau était proche de la surface de la plaine inondable. Le lit était encombré d’obstacles constitués d’embâcles causés par des chutes d’arbres mais également, fait notable, d’innombrables barrages de castors en particulier sur les têtes de bassin. 

 

Ces derniers ont fait l’objet de nombreuses études scientifiques outre-Atlantique mais également en Europe à la suite de sa réintroduction (notamment de l’Université d’Exeter en Angleterre). Ils ont des effets positifs à très positifs à la fois sur la recharge des nappes, sur l’atténuation des crues « éclairs », sur la qualité de l’eau mais également sur la biodiversité aquatique ainsi que sur les écosystèmes associés (insectes, batraciens, mammifères, oiseaux). Ils permettent en particulier lors des saisons sèches, de conserver des volumes d’eau importants dans les rivières et dans les nappes superficielles (nappes alluviales).  

 

La fragmentation par de petits barrages (nous insistons sur la taille de ces obstacles) anciennement de castors, puis de moulins ou d’étangs est donc une constante de l’histoire des rivières de l’hémisphère nord, largement profitable aux milieux aquatiques, qui répondent à la saisonnalité marquée des pluies et des débits.  

 

3- Le cas français 

La politique de continuité écologique des cours d’eau en France, qui s’est manifestée par des campagnes d’arasement de ces petits barrages anciens s’est traduite par une baisse sensible du niveau d’eau à l’amont des ouvrages concernés. Les effets de ces travaux, combinés à ceux des surcreusements opérés en période de crue en raison de l’accroissement de la force érosive ont conduit à sensiblement abaisser le fil de l’eau et consécutivement le niveau de la nappe alluviale (de 1 à 2 m).  

 

A l’occasion de la nouvelle sècheresse qu’a connue la France en 2022, de nombreux articles de presse ont relaté que des rivières sur lesquelles ont été détruites ces retenues anciennes, ont connu des situations d’assec partiel, voire complet, entrainant avec elles la disparition des milieux aquatiques. Là où elles ont été conservées, la biodiversité aquatique a pu trouver refuge sur les linéaires d’eau préservés par ces retenues. 

 

4-  La continuité hydraulique au service des continuités longitudinales et latérales : le rôle clé de la cote du fil de l’eau  

Le rôle des nappes alluviales, ou nappes d’accompagnement, a de tout temps été primordial dans le maintien du débit des rivières de plaines. Ainsi que l’a modélisé Henry Darcy en 1850, la recherche permanente d’un équilibre piézométrique, calé sur la cote du fil de l’eau, est une caractéristique dominante des relations entre nappes et rivières. En raison de la faible vitesse de circulation de l’eau dans les sédiments cet équilibre ne peut s’opérer que si la nappe alluviale est correctement rechargée chaque hiver par débordement des eaux de la rivière.  

 

En période d’étiage, les eaux de la nappe alluviale s’écoulent vers la rivière et viennent en complément des apports de la nappe de versant. La nappe d’accompagnement, en restituant à la rivière et à la nappe sous-jacente une partie de l’eau emmagasinée lors des pluies d’automne et d’hiver, joue donc un rôle majeur dans le soutien du débit de la rivière même en l’absence de pluie pendant plusieurs semaines et favorise ainsi la continuité hydraulique.  

 

Une baisse du niveau d’eau dans la rivière de 1 mètre, à raison d’une porosité des sédiments de 25%, provoquera au bout de quelques années une perte de l’ordre de 250 000 m3 d’eau par km2 de plaine alluviale.  

 

Rétablir la continuité longitudinale en détruisant un seuil a pour effet immédiat d’abaisser le niveau d’eau du cours principal et de vidanger progressivement la nappe alluviale. Cette baisse du niveau de l’eau et de la nappe met ainsi en péril la continuité latérale par assèchement progressif des annexes hydrauliques (fossés, biefs) ainsi que des zones humides connexes. 

 

En outre, ces destructions aggravent, voire provoquent, des situations d’assecs lors des épisodes à forts déficits pluviométriques et mettent bien souvent en cause la continuité longitudinale sur des tronçons de rivières qui n’avaient jusqu’alors jamais connu de telles situations. 

 

Ainsi la présence de petites retenues le long des cours d’eau de l’hémisphère nord favorise la continuité hydraulique (permanence des eaux dans la rivière), la continuité latérale et la continuité longitudinale. 

 

Chaque année, en février, sont célébrées les zones humides partout en Europe. A cette occasion, il est important de pointer du doigt toutes les actions concourant à la baisse du niveau de la nappe alluviale dont les conséquences seront néfastes pour les zones humides de bordure, la biodiversité et la ressource en eau. 

 

5- Qualité de l’eau et retenues d’eau 

L’unanimité des études scientifiques françaises et internationales mettent en exergue le processus de dénitrification qui se produit dans les eaux fluviales ralenties et d’autre part dans la nappe alluviale grâce à la végétation riveraine. Dans ce dernier cas tout abaissement de la nappe a des répercussions négatives sur les prélèvements de nitrates assurés par cette végétation. 

 

Le ralentissement de l’écoulement des eaux dans les rivières en raison de la présence de petits seuils, joue à cet égard un rôle de dépollution, processus que ne permettent pas les eaux «vives».  

Dès lors, la destruction des petites retenues traditionnelles apparaît comme un facteur dégradant de la qualité des eaux. 

 Cette évolution est sensible aujourd’hui du fait du réchauffement climatique et des modifications du cycle de l’eau au détriment de l’écoulement de surface. La modélisation du changement climatique à terme renforce l’inquiétude des scientifiques à ce sujet. 

 

Conclusion 

 

La préservation des petites retenues d’eau aménagées de longue date sur nos bassins apparait primordiale et leur destruction nous privera des effets positifs escomptés, comme nous le constatons en France. 

 

Les petits barrages d’autrefois, grâce au maintien d’une cote élevée de l’eau, ont permis à la nappe alluviale d’assurer en saison sèche des débits minimums nécessaires à la vie aquatique tout en préservant des zones humides. 

 

S’agissant des poissons migrateurs, faute de pouvoir détruire les barrages plus récents et plus importants qui coupent l’accès à leurs frayères traditionnelles, il convient de faire en sorte que toutes les retenues dépassant les capacités de nage et de saut de ces espèces soient équipées de dispositifs de franchissement adéquats et avant cela que les zones de frayères potentielles soient suffisamment bien identifiées. 

 

Par ailleurs, lors des périodes de sècheresse prolongée, telles que celles que nous connaissons chaque été depuis 5 à 6 ans, les retenues d’eau sont souvent les seuls points d'eau accessibles à de nombreuses espèces terrestres. Elles jouent donc également un rôle important pour la préservation de la faune terrestre et pas seulement aquatique. 

 

Est-il préférable pour la biodiversité d’avoir des rivières à sec plutôt que des rivières permettant à la flore et à la faune d’y trouver temporairement refuge dans des secteurs plus profonds ? Pour une gestion optimale de l’eau ne faut-il pas tout faire pour maintenir l’eau dans les rivières et les nappes superficielles plutôt que de l’évacuer rapidement vers la mer ? 

 

Nous, hydrobiologistes, limnologues, géologues, géographes devons informer les différents acteurs agissant dans le domaine de l’eau que la politique d’effacement des petits ouvrages hydrauliques met immanquablement en péril la préservation de nos réserves d’eau douce, la sauvegarde des milieux humides ainsi que la biodiversité associée. 

 

Pascal Bartout géographe (limnologue), Jean-Paul Bravard (géographe), Christian Lévêque (hydrobiologiste), Pierre Potherat (géologue), Laurent Touchart (géographe, limnologue)

Texte diffusé par la FFAM.