28/04/2015

Les effets des pesticides en rivières sont-ils sous-estimés ? (Stehle et Schulz 2015)

Environ 40% des terres arables (soit 15 millions de km2) sont exploitées dans le monde par l'agriculture, ce qui fait de cette activité le premier facteur de changement d'usage des sols et de modification de certains cycles naturels en zone continentale (eau, azote, phosphore). L'expansion et l'intensification de l'agriculture a entraîné une hausse de la production de pesticides de 75% entre 1955 et 2000, pour un marché mondial estimé à 50 milliards de dollars.

Des études régionales (comme Besketov 2013 en Europe) ont montré que la charge en pesticide peut réduire de plus de 40% la biodiversité de certaines classes (comme les invertébrés d'eaux courantes). En moyenne, quand on atteint le seuil réglementaire toléré, la perte est de 30%. Elle est encore de 12% quand on est à 10% du seuil de tolérance (illustration ci-dessous, cliquer pour agrandir : à gauche, réponse de diversité des familles de macro-invertébrés à la dose de concentration ; à droite, courbes de concentration sur les sites où des pesticides ont été détectés dans l'étude ici commentée).


Près de 90% des surfaces impactées ne font pas l'objet de suivi
Sebastian Stehle et Ralf Schulz (Institut des sciences de l'environnement de l'Université de Coblence-Landau) viennent de publier la première méta-analyse à échelle mondiale sur cette question des pesticides en lien avec les milieux aquatiques. Les chercheurs ont suivi 28 substances parmi les plus répandues. Leur travail a concerné 833 études antérieures (toutes "revues par des pairs", ie scientifiques), concernant plus de 2500 sites répartis dans 73 pays. La bonne nouvelle (à peu près la seule) est que la plupart des mesures (97,4%) ne parviennent pas à détecter un niveau de concentration. Mais le chiffre peut être trompeur : malgré l'ampleur de cette étude, l'information n'est disponible que pour 1,6 millions de km2, c'est-à-dire que 90% des terres servant à la culture ou à l'élevage ne disposent d'aucun mécanisme de surveillance fiable de la charge en pesticide.

Parmi les sites ayant détecté des concentrations de pesticides, 9910 mesures sont faites en eaux vives et 1390 en eaux estuariennes. En leur sein, 8166 concerne l'eau et 3134 les sédiments. Le résultat le plus important de l'étude est que sur 11300 mesures de concentrations détectées, 52,4% montrent des quantités au-delà du seuil de tolérance. Le chiffre atteint 82,5% quand on examine les seules contaminations des sédiments.

"En concert avec les nutriments et la dégradation des habitats, l'utilisation agricole d'insecticide est probablement l'un des moteurs de la perte de biodiversité des écosystèmes aquatiques impactés par l'agriculture", soulignent les chercheurs. Et ils ajoutent : "l'importance des pesticides agricoles peut avoir été sous-estimée du fait d'un manque d'analyse quantitative".

Des substances difficiles à mesurer, des effets encore mal connus
Sebastian Stehle et Ralf Schulz rappellent notamment quelques motifs de penser que l'effet de la charge en pesticide sur la biodiversité aquatique est effectivement sous-estimé :

  • les pics de concentration de pesticides sont transitoires (3 à 4 heures par jour, quelques jours par an, correspondant aux épandages) et difficile à identifier en absence de monitorage permanent;
  • la toxicité intrinsèque des molécules concernées fait que l'exposition courte à une forte charge se traduit ensuite par des dérèglements durables, même quand les concentrations ne sont plus présentes dans le milieu ambiant;
  • la plupart des sites montrent l'exposition à d'autres molécules (jusqu'à 31) et la dynamique synergistique de l'exposition aux substances a un effet biologique assez largement méconnu;
  • il n'y a pas vraiment d'effet de seuil connu pour les molécules analysées, de sorte que même les expositions en dessous du seuil de tolérance réglementaire ont des effets biologiques.


Et la France ?
Contrairement à ce que l'on pourrait penser, le niveau de dépassement (au sein des détections) est assez comparables dans les pays développés à fortes normes environnementales (39,9%) que dans ceux présentant des règlementations moins strictes (42,2%). Mais le travail de Stehle et Schulz ne donne pas de classement par pays.


En importance relative de surface et d'emploi, la France reste l'une des première nations agricoles en Europe et dans le monde, et le premier consommateur européen de pesticide. Le modèle productiviste y a été fortement encouragé à partir des années 1950 (dans le cadre de la "grande accélération" dont nous avons parlé sur ce site). Notre pays dispose certes d'un réseau de contrôle de qualité des eaux vives (cf illustration ci-dessus extraite de Onema 2010) mais il faut compter avec 500.000 km de linéaire d'eaux de surface en métropole, et des mesures ponctuelles plutôt que continues. Il y a en moyenne un point de mesure pour 200 km de linéaire de cours d'eau. Autant dire que le niveau de connaissance des contaminations reste perfectible, sans parler ensuite de l'évaluation complète de leurs effets biologiques sur la chaine trophique.

La dernière synthèse du CGDD, mise à jour 2014, avait montré que 7% seulement des rivières françaises surveillées sont exemptes de détection d'au moins un pesticide, les données manquent encore dans 34 des 222 entités hydrographiques de contrôle pour les eaux de surface (cf illustration ci-dessous). La précédente campagne de 2007-2009 visant à analyser la présence de 950 molécules en rivières avait révélé de chiffres comparables, avec 91% des rivières et 75% des plans d'eau présentant au moins une substance (CGDD 2011). Cette campagne avait aussi révélé la diversité des pollutions par pesticide :  413 molécules différentes retrouvées au moins une fois dans les cours d’eau (soit 80% des 516 molécules recherchées dans le volet pesticide).


En conclusion
Le travail de Stehle et Schulz rappelle que parmi les facteurs connus de dégradation des écosystèmes aquatiques d'eaux douces (réchauffement climatique, pollution, surexploitation, prélèvement quantitatif de la ressource, espèces invasives, dégradation des habitats), la pollution par les molécules issues de la chimie de synthèse et en particulier par les pesticides est loin d'être la mieux surveillée et la mieux comprise. Voilà en enjeu de bien commun qui devrait inspirer plus d'efforts de la part des autorités et gestionnaires en charge de l'eau, au lieu des démantèlements de seuils de moulins centenaires puérilement présentés comme des avancées décisives pour la qualité de l'eau. Rappelons que dans le dernier budget français connu  pour le suivi de l'état écologique et chimique des rivières au titre de la DCE 2000, la France a provisionné 3 milliards d'euros pour la restauration morphologique mais… 170 millions d'euros seulement pour la qualité de son réseau de mesure et de suivi des pollutions. Ce n'est donc pas un problème de moyens, mais de cohérence et de clairvoyance dans nos choix publics.

Référence : Stehle S et Schulz R (2015), Agricultural insecticides threaten surface waters at the global scale, PNAS, epub before print, doi: 10.1073/pnas.1500232112

21/04/2015

Continuité écologique et restauration morphologique des rivières : 20 études scientifiques face aux mensonges et omissions d'Etat

La France, déjà condamnée par l'Europe parce qu'elle n'applique pas correctement les Directives nitrates et ERU, s'enferre dans le dogme de la destruction des moulins et usines à eau au motif de continuité écologique. Un nombre croissant d'études scientifiques montre pourtant que ces mesures ont une efficacité limitée (voire nulle) pour un coût considérable. En voici une synthèse (provisoire), à diffuser sans modération auprès des acteurs concernés : DDT, Onema, Dreal, syndicats de rivière et parc régionaux, commission locale de l'eau des SAGE, comité de bassin des Agences de l'eau, élus, associations, etc. Jusqu'au Ministère bien sûr, où Mme Ségolène Royal assure qu'elle désapprouve l'écologie tracassière et dépensière, mais ne désavoue en rien pour le moment la dérive gravissime de sa Direction de l'eau.  

Il semblerait que, jusqu'à cette Direction de l'eau du Ministère de l'Ecologie, certains s'émeuvent de notre recension du travail de Van Looy et al. 2014. Et laissent entendre que nous avons mal interprété ce texte. C'est tout à fait possible, et nous n'aurions aucune difficulté à le reconnaître si un débat public montrait nos erreurs. Toutefois, Van Looy et al 2014 n'est pas un texte isolé dans la littérature scientifique. La restauration écologique des rivières, et en particulier l'effacement des barrages ont débuté dès les années 1970 aux Etats-Unis à la suite du Clean Water Act (USA Federal Water Pollution Control Act Amendments, 1972). En Europe, la directive-cadre européenne 2000 (DCE 2000) a imposé des mesures de qualité chimique et écologique dont on commence seulement, à compter des années 2010, à analyser la structure et modéliser la cohérence. Il existe donc un premier retour d'expérience nord-américain, et un début d'analyse systématique en Europe.

Ci-dessous, nous publions des résumés en français et les liens de 20 études scientifiques récentes (2005-2015). Ces études suggèrent que :

  • il n'existe à ce jour aucun consensus dans la communauté scientifique internationale sur le poids exact des facteurs de dégradation des rivières, sur les causes anthropiques ou naturelles de variabilité des indices biologiques des milieux aquatiques ni sur les choix optimaux de leur restauration ; 
  • les opérations de restauration écologique / morphologique des rivières souffrent d'un manque général de préparation scientifique dans leur programmation, de suivi scientifique dans leurs effets, d'analyse coût-avantage ou coût-efficacité ;
  • dans les cas où le suivi est réalisé, on observe une efficacité faible à nulle de ces opérations (voire des effets négatifs parfois), en particulier à l'échelle des tronçons (au-delà des effets prévisibles sur le seul périmètre du site restauré, qui ne représente généralement pas grand chose par rapport au linéaire total de la masse d'eau) ;
  • il existe en particulier quelques solides raisons de penser que les opérations de restauration morphologique ne permettront pas d'atteindre le bon état écologique au sens de la DCE 2000, et exposeront notre pays à des condamnations en raison des retards que nous prenons d'ores et déjà sur les autres facteurs de dégradation de l'eau ;
  • une politique fondée sur la preuve scientifique, et non l'improvisation en fonction du poids des lobbies et des modes du moment, exigerait une modélisation des différents impacts anthropiques aux différentes échelles (sites, tronçons, bassins versants) afin de prioriser les actions et d'anticiper leurs résultats ;
  • les seuils et barrages en particulier (obstacles à la continuité écologique longitudinale) ont une corrélation faible à nulle avec les indices de biodiversité à l'échelle des tronçons et bassins versants ainsi qu'avec les indices de qualité piscicole, ce qui n'exclut pas des influences localement fortes ;
  • les premiers facteurs d'impact sur la qualité chimique et écologique des rivières sont dans la plupart des études quantitatives les pollutions (agriculture intensive, assainissements défaillants, rejets industriels) et les changements d'usage des sols (urbanisation, déforestation, agriculture), les indices de qualité biologique de la DCE 2000 se montrant beaucoup plus sensibles à ces variables. A quoi s'ajoute le facteur de premier ordre à long terme, le réchauffement climatique (non étudié dans cette revue). 

En conséquence, nous maintenons que :

  • la politique française de continuité écologique, décidée en absence de concertation démocratique comme de contrôle parlementaire et d'évaluation scientifique indépendante, représente une dépense considérable d'argent public n'ayant que peu d'effets probables sur nos engagements européens en matière de qualité de l'eau ;
  • cette politique est une tragédie pour le patrimoine historique des moulins et usines à eau et une absurdité à l'heure où la transition énergétique commande d'équiper ces moulins et usines au lieu de les détruire ;
  • cette politique, décidée pour l'essentiel en comités fermés, doit faire l'objet d'une enquête parlementaire puisqu'elle représente une dérive antidémocratique manifeste en même temps qu'elle a déjà abouti à de multiples condamnations de la France pour non-respect de toutes les directives (dont certaines plus anciennes) de protection de la ressource en eau ;
  • les instruments de cette politique, en particulier les SDAGE en cours de consultation publique, doivent être dénoncés s'ils n'intègrent pas l'état réel de nos connaissances, s'ils manquent d'analyse coût-efficacité réelle de la dépense publique pour l'eau et s'ils persistent en particulier à subventionner la scandaleuse destruction des ouvrages hydrauliques en rivière.

Il est temps d'engager une redéfinition complète de la gouvernance, des objectifs et des méthodes du volet morphologique des politiques de restauration du bon état des rivières. Et déjà de prononcer un moratoire à effet immédiat sur l'application du classement des cours d'eau, dont la conséquence est de menacer l'existence de près de 20.000 ouvrages hydrauliques sur nos territoires et de modifier des écoulements sans aucune certitude quant à l'absence de risques pour les personnes, les biens et les milieux.

2005-2015 : 20 études sur la continuité écologique et la morphologie en lien à la dégradation ou à la restauration des rivières


Palmer MA et al (2005), Standards for ecologically successful river restoration
Dans cet article très cité de la littérature, les auteurs soulignent que la restauration écologique des cours d'eau est un outil de plus en plus apprécié des gestionnaires, et que des milliards de dollars (aux Etats-Unis) sont dépensés pour les rivières et fleuves depuis les années 1980. Mais ils pointent le défaut manifeste de suivi scientifique, de protocole normalisé de mesure et d'accord entre experts sur la définition d'un succès écologique. Sans l'adoption de standards partagés, il n'y aura pas de progrès dans la pratique de restauration écologique.
Journal of Applied Ecology, 42, 2, 208-217

Doyle MW et al (2005), Stream ecosystem response to small dam removal: Lessons from the Heartland
Les auteurs analysent l'effet des suppression de petits barrages sur la végétation rivulaire, les poisons, les macro-invertébrés, les moules et la dynamique des nutriments. Ils discernent deux trajectoires : une restauration totale des écosystèmes, qui reste "improbable dans beaucoup de cas" et demande diverses échelles de temps selon les groupes concernés ; une restauration partielle tenant au fait qu'il existe d'autres impacts sur le bassin versant ou que les barrages ont modifié durablement l'équilibre local. Selon ce travail, gestionnaires et chercheurs devraient étudier avant tout effacement de barrage le potentiel réel de restauration afin d'évaluer correctement le bénéfice écologique pour chaque communauté de l'écosystème.
Geomorphology, 71, 1-2, 1, 227-244

Lejon AGC et al (2009), Conflicts associated with dam removal in Sweden
La suppression des barrages peut être motivée par la sécurité, la réglementation, l'écologie ou l'économie. Mais les auteurs soulignent que ces opérations sont controversées. Analysant 17 projets en Suède, ils montrent que trois critères sont à prendre en considération dans l'opposition aux effacements : le financement, les valeurs historiques ou culturelles, les espèces mises en danger. Ils en concluent que toutes les parties prenantes doivent être associées et informées, des solutions de compromis étant souvent l'issue de choix.
Ecology and Society, 14, 2, 4

Palmer MA et al (2010), River restoration, habitat heterogeneity and biodiversity: a failure of theory or practice?
Les auteurs étudient le présupposé central des opérations de restauration écologique de rivière selon lequel l'hétérogénéité des habitats (facteur morphologie) régule la biodiversité. Analysant 78 opérations des restauration menées par 18 groupes indépendants, les auteurs montrent que 2 seulement permettent de conclure de manière robuste à une amélioration significative de la biodiversité (analyse des macro-invertébrés).
Freshwater Biology, 55, s1, 205-222

Bernhardt ES et Palmer MA (2011), River restoration: the fuzzy logic of repairing reaches to reverse catchment scale degradation
Les deux chercheurs montrent, à travers une synthèse de la littérature, que la restauration de rivière est une pratique ayant connu une croissance exponentielle depuis quelques décennies, mais n'ayant pas évalué ses propres objectifs ni leur succès, soit individuellement soit cumulativement. Si les chenaux traités ont moins d'incision et plus de sinuosité que les chenaux dégradés, les facteurs physiques, chimiques et hydrologiques responsables de la perte des taxa d'intérêt à l'échelle du bassin versant ne sont pas traités pour autant.
Ecological Applications, 21, 1926-1931

Jähnig SC et al (2011), River restoration success: a question of perception
Le succès de la restauration écologique est affaire de perception : objective quand il s'agit de paramètres quantifiés (mesures de qualité) ; subjective quand on parle d'esthétique du paysage ou de valeur récréative. Après étude de 26 projets de restauration en Allemagne, les auteurs soulignent que si les paramètres morphologiques sont améliorés, les résultats sur les populations de poissons ou les invertébrés benthiques sont moins probants. Ainsi, 40% des répondants à leur enquête admettent que le succès est une affaire de goût, et 45% seulement des objectifs de la restauration sont l'objet d'une mesure. Ce manque de mesure objective implique pour les chercheurs une incapacité à évaluer l'efficacité réelle des interventions morphologiques.
Ecological Applications, 21, 2007-2015

Louhi P et al (2011), Twenty years of stream restoration in Finland: little response by benthic macroinvertebrate communities
Les opérations visant à restaurer des habitats pour salmonidés dont fréquentes en Finlande, mais leur suivi scientifique est pauvre, et plus pauvre encore pour les espèces qui ne sont pas directement visées par la restauration. Une analyse before-after-ontrol-impact (BACI) à 3 ans avant / 3 après et une étude témoin à 20 ans montrent que l'impact de la restauration des habitats sur les communautés d'invertébrés est faible, et parfois négatif. Pour les chercheurs, ce résultat peut s'expliquer en partie par les caractéristiques propres des cours d'eau finnois. Néanmoins, ils insistent sur la nécessité d'une analyse plus rigoureuse de la biodiversité en cours d'eau ou rives restaurés.
Ecological Applications, 21, 1950-1961

Wang L et al (2011), Effects of dams in river networks on fish assemblages in non-impoundment sections of rivers in Michigan and Wisconsin, USA
Cette étude, réalisée dans le contexte nord-américain, est notamment intéressante par le nombre de tronçons concernés (690 dans le Michigan et 537 dans le Wisconsin) ainsi que le nombre de barrages retenus (1553 dans le Michigan, 3662 dans le Wisconsin), l'exclusion des tronçons ayant des impacts anthropiques trop manifestes (pas plus de 60% de terres agricoles ni de 10% de terres urbanisées dans le bassin), la précision des descripteurs des ouvrages (nombre total amont et aval, densité sur le linéaire, longueur libre entre deux ouvrages), la diversité des descripteurs des poissons (39 variables au total). Les auteurs trouvent que l'influence des barrages est globalement négative sur l'intégrité et la diversité biotiques. Mais l'information majeure de l'étude est que l'influence des barrages seuls sur les indices est relativement faible. La variance expliquée des populations piscicoles est de 16% pour l'intégrité biotique et 19% pour les préférences d'habitat. "Sans la prise en compte des co-facteurs d'influence, les évaluations [d'impact des barrages] seront inadéquates et induiront potentiellement en erreur".
River Research and Applications, 27, 4, 473-487

Marzin A et al (2012), Ecological assessment of running waters: Do macrophytes, macroinvertebrates, diatoms and fish show similar responses to human pressures?
Les auteurs étudient quatre indices de qualité biologique - macrophytes, diatomées, macro-invertébrés, poissons, 93 métriques au total - dans 290 rivières françaises où sont répertoriés des facteurs de dégradation à échelle du tronçon (18 facteurs, quatre classes : qualité chimique, hydrologie, morphologie, présence de retenues). Les auteurs analysent également des facteurs physiographiques qui ne dépendant pas de l'homme (altitude, pente, superficie de bassin versant, etc.). Les résultats montrent d'abord une variabilité des indices de qualité biologiques selon les données physiographiques. La dégradation de la qualité de l'eau est le facteur à plus forte intensité et sensibilité dans la réponse biologique. Les poissons répondent au facteur morphologique, comme les macrophytes et diatomée, mais à partir d'un niveau de dégradation élevée. 55 métriques varient en présence de barrages et retenues, la plupart des métriques piscicoles répondant avec une intensité moyenne (41%). La restauration des cours d'eau implique une mesure préalable et précise des impacts ainsi que de leur effets combinés (additifs, multiplicatifs ou opposés).
Ecological Indicators, 23, 56-65

Stanrko SA et al (2012), Comparing the fish and benthic macroinvertebrate diversity of restored urban streams to reference streams
Aux Etats-Unis (côte Atlantique), les auteurs analysent 5 mesures de qualité biologique pour les poissons et les macro-invertébrés entre des sites urbains ayant connu une restauration morphologique, des sites urbains non restaurés et des sites naturels en bon état écologique. Ils observent que les sites restaurés et non-restaurés ne présentent pas de différence significative de qualité, et concluent qu'il faut radicalement changer d'approche en travaillant sur les facteurs de dégradation à échelle du bassin versant.
Restoration Ecology, 20, 6, 747-755

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
Les auteurs ont sélectionné 2302 sites de mesure en Allemagne et en Autriche, qui présentent des résultats assez cohérents pour permettre l'analyse des populations de poissons (n=713), de macro-invertébrés (n=1753) et de diatomées (n=808). Les sites en question ont été subdivisés en rivières de plaine et rivières de montagne. L'indice multimétrique prédictif utilisé pour la faune piscicole est l'EFI + (European Fish Index). Au sein de l'EFI+, onze facteurs sont pris en compte qui indiquent la plus ou moins grande tolérance des espèces à des environnements dégradés. Les chercheurs ont ensuite croisé ces mesures de qualité biologique avec les données disponibles sur quatre causes connues d'impact : l'hydromorphologie, la qualité physico-chimique, l'occupation des sols en rive, l'usage des sols sur le bassin versant. Il en ressort que la corrélation positive avec la dégradation de l'indice est deux à trois fois plus prononcée pour la physico-chimie que pour l'hydromorphologie. "L'excès de nutriment et l'occupation des sols sur le bassin versant sont les deux facteurs de stress discriminant pour tous les groupes d'organisme, dépassant les effets du stress hydromorphologique à l'échelle des sites (...) Nos résultats suggèrent que beaucoup de rivières sont encore considérablement affectées par l'excès de nutriments (eutrophisation), ce qui peut être directement relié à l'usage des sols sur leur bassin versant".
Hydrobiologia, 704, 1, 389-415

Joergensen D et Renoefält B (2013), Damned If You Do, Dammed If You Don't: Debates on Dam Removal in the Swedish Media 
Les deux chercheuses suédoises ont analysé les débats autour de la suppression des barrages dans quatre villes de leur pays (Alby, Hallstahammar, Orsa et Tallaesen). Leur principale conclusion est que l'opposition à l'effacement des ouvrages hydrauliques ne résulte pas d'un manque de connaissances, c'est-à-dire d'une ignorance sur les effets environnementaux. Plus simplement, les gens ne valorisent pas la même chose : les partisans de l'effacement accordent une grande importance au retour de rivières naturelles,  ce qui inclut aussi l'intérêt pour certaines formes de pêche ; les opposants apprécient la dimension esthétique et historique des barrages, ainsi que les activités rendues possibles par leurs retenues.
Ecology and Society, 18, 1, 18.

Lorenz AW et Feld CK (2013), Upstream river morphology and riparian land use overrule local restoration effects on ecological status assessment
Les chercheurs étudient 46 projets de restauration de rivières à la lumière de l'influence amont sur le bassin versant. Trois critères sont pris en compte, l'état des berges, la qualité physique de l'habitat sur différentes longueurs de linéaire amont, l'usage des sols sur l'ensemble des bassins versants. Les indicateurs de réponse biologique concernent les macrophytes, les macro-invertébrés et les poissons. Leur résultat : l'influence du bassin amont est prépondérante par rapport aux amélioration locale des sites ou des tronçons. Poissons et invertébrés répondent au maintien des forêts en amont, et la qualité physique de l'habitat sur les 5 km au-dessus de la restauration présente un fort lien avec la bonne santé biologique. Leur conclusion : une restauration écologique de site a de grand risque d'être un échec si le bassin versant amont est toujours dégradé.
Hydrobiologia, 704, 1, 489-501

Marzin et al (2013), The relative influence of catchment, riparian corridor, and reach-scale anthropogenic pressures on fish and macroinvertebrate assemblages in French rivers
Sur 301 sites français les auteurs analysent des données 2005-2008 sur l'environnement naturel, l'usage des sols bassin versant et tronçon, les modifications anthropiques et les populations (poissons, macro-invertébrés). A échelle du tronçon, la variabilité des communautés biologiques est liée à une retenue ou la qualité de l'eau. A échelle plus large sur la bassin versant, elle est associée au gradient entre forêts et terres agricoles. Une proportion large de la variabilité à toutes échelles est due à des interactions entre facteurs (40%) et à la variabilité naturelle (30%). L'usage des sols sur le bassin versant reflète mieux la qualité locale de l'eau que les dégradations hydromorphologiques. La compréhension et la gestion des rivières demandent des analyses plus fines de l'interaction des facteurs anthropiques à différentes échelles spatiales.
Hydrobiologia, 704, 1, 375-388

Sundermann A et al (2013), Stressor prioritisation in riverine ecosystems: Which environmental factors shape benthic invertebrate assemblage metrics?
Les chercheurs ont analysé les communautés d'invertébrés benthiques dans 83 site (25 métriques) et ont sélectionné sur ces sites 27 facteurs environnementaux (10 sur la qualité de l'eau, 4 sur l'usage des sols en bassin versant, 10 sur la qualité de l'habitat au niveau des sites). Des modèles en régression linéaire simples et multiples montre que la qualité de l'eau et les usages des sols du bassin versant sont les principaux paramètres de dégradation, en particulier oxygène, chlorure, carbone organique total, niveau de terres artificialisées et/ou arables. Les critères relatifs à l'habitat ou à la morphologie sont de moins bons prédicteurs de dégradation. Conclusion des chercheurs : restaurer l'habitat au niveau local (site, tronçon) peut produire un faible rapport coût-bénéfice car les facteurs de dégradation concernent d'abord les bassins versants et la qualité de l'eau.
Ecological Indicators, 27, 83-96

Verdonschot PFM et al (2013), A comparative review of recovery processes in rivers, lakes, estuarine and coastal waters
La DCE 2000 impose l'atteinte du bon état écologique des rivières, ce qui implique de connaître la réponse des communautés aquatiques après les mesures de restauration. Analysant les typologies de masses d'eau (rivières, lacs, eaux de transition et côtières), les auteurs remarquent que peu d'études répertorient les connaissances écologiques nécessaires au succès des opérations d'amélioration des milieux. Les facteurs majeurs de dégradation sont la croissance de population humaine, ainsi que les changement d'usage des sols et des eaux. Les points critique pour la restauration sont souvent le manque de données, le fait que ces données sont spécifiques (à un site, un ensemble d'organismes, une période de temps), le délai très variable d'effet des opérations de restauration.
Hydrobiologia, 704, 1, 453-474

Morandi B. at al (2014), How is success or failure in river restoration projects evaluated? Feedback from French restoration projects
Les auteurs ont analysé 44 projets français de restauration des rivières incluant une procédure d'évaluation. Leurs résultats montrent que la qualité de la stratégie d'évaluation reste souvent trop pauvre pour comprendre correctement le lien entre projet de restauration et changement écologique. Dans de nombreux cas, les conclusions tirées sont contradictoires, rendant difficile de déterminer le succès ou l'échec du projet de restauration. Les projets avec les stratégies d'évaluation les plus pauvres ont généralement les conclusions les plus positives sur les effets de la restauration. Recommandation des chercheurs : que l'évaluation soit intégrée très tôt dans le projet et qu'elle soit fondée sur des objectifs clairement définis.
Journal of Environmental Management, 137, 178-188

Nilsson C et al (2014), Riparian and instream restoration of boreal streams and rivers: success or failure?
Pour évaluer l'efficacité des opération de restauration morphologique, les chercheurs scandinaves ont sélectionné 18 études de rivières présentant le même profil. Les facteurs pris en compte ont été la réponse abiotique (complexité / rugosité de l'écoulement vitesse de l'eau, capacité de rétention sédimentaire) et la réponse biotique (poissons, macro-invertébrés, végétation aquatique et rivulaire). Le temps de réponse du milieu allait de 1 mois à 24 ans dans ces études. Résultat : la majorité des études constatent un effet abiotique c'est-à-dire un changement dans la dynamique et la morphologie (vitesse plus lente de l'eau, écoulements plus variés, rugosité plus forte du lit, etc.). Mais la réponse du vivant est beaucoup moins évidente : une seule étude sur 8 montre un résultat sur les invertébrés ; une sur 5 une réponse positive des populations piscicoles ; la végétation est un peu plus "répondante" avec 2 succès sur 4. Sept pistes de travail sont proposées pour comprendre les échecs : objectifs de restauration trop médiocrement définis; facteurs limitants des populations cibles trop mal connus ou pris en compte ; méthodes standardisées de suivis et mesures non prévues (ou non respectées) ; espèces choisies non représentatives / indicatives des communautés d'intérêt ; pools de population susceptibles de recoloniser le milieu non présents à taille critique ; temps écoulé depuis la restauration trop court ; retour à l'équilibre biotique déjà réalisé (populations présentes au moment de la restauration à l'optimum des sites concernés).
Ecohydrology, doi: 10.1002/eco.1480

Van Looy K et al (2014), Disentangling dam impacts in river networks
Dans le bassin de Loire, les auteurs ont sélectionné un réseau de 17.000 km de linéaire, divisés en 4930 segments homogènes du point de vue géomorphologique. Sur ces 4930 points d'étude, les auteurs ont estimé les impacts à partir du référentiel SYRAH sur les pressions hydromorphologiques d'origine anthropique et naturelle, et de la banque de données CORINE sur les usages des sols. Plus particulièrement, les trois chercheurs ont utilisé le ROE (Référentiel des obstacles à l'écoulement) de l'Onema afin de construire un modèle fin d'impact des seuils et barrages : plus de 5500 de ces obstacles à l'écoulement sont présents sur le linéaire étudié. Du côté des indicateurs biologiques, deux métriques sont utilisées : l'Indice Poissons Rivières (IPR), qui mesure la qualité piscicole, et l'Indice Invertébrés Multimétrique (I2M2), qui mesure la réponse des invertébrés (mollusques, bryozoaires, amphipodes, trichoptères, plécoptères, etc.) aux pressions. Le score global IPR ou I2M2 ne montre aucune corrélation significative (p<0.05) avec la densité locale de barrages. La corrélation n'apparaît qu'avec l'échelle supérieure de densité régionale (sur le bassin versant). La variance globale des scores (R2) n'est que faiblement associée à la densité des barrages : 25% pour les macro-invertébrés, mais 12% seulement pour les poissons. Au sein des indices, les métriques de la biodiversité (NTE et DTI pour l'IPR, indice de Shannon et richesse taxonomique pour l'I2M2) ne répondent pas à la présence des barrages par des variations significatives. Au sein de l'IPR, ce sont les espèces rhéophiles et lithophiles qui expliquent l'essentiel de la réponse observée (12%).
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
Les auteurs ont développé un modèle explicatif et prédictif de l'état des masses d'eau. Pour cela, les auteurs ont pris en considération trois échelles spatiales : le bassin versant, le tronçon (partie du linéaire ayant une cohérence hydrologique) et le site. A chaque échelle spatiale, ils ont mobilisé des bases de données existantes pour intégrer des informations sur les pressions, les usages des sols, les altérations morphologiques et les mesures physico-chimiques. En face de ces données d'impact, les scientifiques ont collecté sur 1100 sites répartis dans les 22 hydro-éco-régions françaises des mesures de qualité biologique (2008-2009) : macro-invertébrés (indice I2M2), diatomées (indice IBD) et poissons (indice IPR+). L'ensemble des variables de pression explique 41% de la variabilité de l'I2M2, 26% de la variabilité de l'IBD2007 et 24% de la variabilité de l'IPR+. Le profil de réponse est similaire pour les 3 indices. En terme d'intensité de la réponse, les variables physicochimiques ont les plus hauts coefficients, suivi par les variables d'usages des sols et, finalement, les variables hydromorphologiques. Les variables à effet négatif sur les trois indices sont : les concentrations de nutriments et matières organiques, l'urbanisation et la proportion d'agriculture intensive dans le bassin versant. La densité de barrage en particulier n'est qu'en 13e position des facteurs explicatifs de la variance des indicateurs piscicoles.
Ecological Indicators, 48, 88-98

23/03/2015

Qualité de l'eau: 5 graphiques pour comprendre l'échec de la politique française (et l'absurdité de la destruction des moulins)

Depuis des années, nous entendions sur le terrain les représentants des Agences de l'eau, des syndicats de rivière, des DDT et de l'Onema répéter que la France devait atteindre le "bon état écologique des masses d'eau en 2015". Et plaider pour l'urgence qu'il y avait (paraît-il) à effacer les seuils ou barrages, derniers obstacles non seulement à l'écoulement de l'eau, mais à la reconquête de sa qualité. Les mêmes nous disaient que les pollutions chimiques étaient déjà traitées, donc que la morphologie devenait la priorité. Nous sommes en 2015 : qu'en est-il réellement du bon état des masses d'eau et des mesures prises pour l'atteindre? On nous mentait, l'Union européenne le démontre dans son analyse de la politique française...

La France doit rapporter à l'Union européenne l'état d'avancement de ses mesures afin d'atteindre ce fameux bon état écologique des rivières. On peut lire le rapport de la Commission européenne sur la copie française au lien donné en référence en bas de cet article. Voici quelques observations au sujet de ce rapport. Nous indiquons d'abord dans le schéma ci-dessous (cliquer pour agrandir) le code des bassins hydrographiques permettant au lecteur de s'y retrouver par la suite. Par exemple, FRH désigne le bassin Seine-Normandie dans les graphiques.

Les données ci-dessous concernent les efforts accomplis par la France entre 2009 et 2012 (pour les dépenses) et l'état d'avancement des mesures essentielles (rapportage consolidé en 2013 et évalué en 2014). La France a en effet annoncé des mesures à l'Union européenne en 2009, et celle-ci contrôle si les engagements sont tenus. (Chaque graphe peut être cliqué pour agrandir.)


Réduction des nutriments (nitrates, etc.) : deux-tiers (65%) des engagements non tenus, pour 1,6 milliard d'euros (ci-dessus)
Dans ce domaine exigible depuis la directive Nitrates de 1991, et rappelé dans la directive-cadre sur l'eau DCE 2000, la France a dépense 1,583 milliard d'euros entre 2009 et 2012. Mais 65% des mesure n'ont pas commencé (rouge) et 12% seulement sont achevées (vert), les autres état en cours. Certains bassins comme la Loire et la Meuse sont particulièrement en retard avec près de 80% d'actions toujours pas engagées.


Réduction des pesticides : deux tiers (67%) des engagements non tenus, pour 1,9 milliard d'euros (ci-dessus)
La France a engagé un train de mesures de 1,945 milliard d'euros pour limiter l'usage des pesticides. Mais à la date du rapportage, 67% de ces mesures n'étaient toujours pas engagées (rouge) et 12% seulement étaient complétées (vert). La Meuse, le Rhin, la Loire et la Seine sont particulièrement en retard, avec parfois plus de 90% des mesures restées dans les cartons.

Hydromorphologie lié à la continuité longitudinale : 95% des opérations engagées, pour 0,4 milliard d'euros (ci-dessus)
La France a proposé des mesures de continuité longitudinale (effacement ou aménagement d'obstacles à l'écoulement) à hauteur de 384 millions d'euros et 5% seulement des mesures n'avaient pas démarré en 2012. 67% sont en cours, 23% en phase projet et 4% achevées.


Hydromorphologie autre que la continuité longitudinale : 96% des opérations engagées, pour 2,6 milliards d'euros (ci-dessus)
Les sommes engagées dans l'hydromorphologie pour motifs autres que la question des seuils et barrages atteignent le montant remarquablement élevé de 2,597 milliards d'euros. 4% seulement des opérations ne sont pas engagées, 78% en cours, 12% en phase projet et 6% achevé.


Qualité des analyses de l'état écologique / chimique des rivières : près de la moitié des mesures non engagées, pour 0,17 milliards d'euros (ci-dessus)
La mesure des indicateurs de qualité de l'eau (chimique, biologique, physico-chimique et morphologie) s'est vue allouer un budget de 170 millions d'euros. Mais 41% des mesures ne sont pas engagées, 47% sont en cours et 12% seulement sont complétées.

Réalité n°1 : la qualité chimique de l'eau bradée au profit de très hasardeuses restaurations morphologiques
La première conclusion de ces graphiques est claire : la France est très en retard sur les dossiers des pollutions chimiques par les excès de nutriments et par les pesticides, sans même parler des autres substances (micro-polluants, métaux lourds, HAP, etc.). Elle a consacré des efforts et budgets considérables à des opérations de morphologie, alors même que la morphologie est considérée comme facteur de "très bon état" écologique (et non simplement "bon état" déjà à atteindre) et alors que des résultats scientifiques nombreux doutent des effets écologiques (en particulier biologiques) de long terme des travaux en morphologie (voir pour des exemples récents Haase 2013, Nilsson 2014, Morandi 2014).

Réalité n°2 : les analyses de qualité toujours absentes, une politique de l'eau au doigt mouillé
Le deuxième enseignement de ce rapportage, c'est que la France alloue des sommes ridiculement faibles à ce qui devrait être la base de toute politique de l'eau fondée sur la preuve, à savoir la mesure réelle et sur chaque masse d'eau de tous les indicateurs de qualité. En ce domaine, vu l'incapacité de nos interlocuteurs institutionnels à fournir des bases de données agrégées, homogénéisées et mises à jour, nous soupçonnons fortement que la France n'est pas même capable de fournir l'intégralité des données exigibles sur une seule masse d'eau du pays. Des compartiments entiers de qualité de l'eau sont ignorés sous prétexte que l'on peut par exception se fier à dire d'expert ou évaluation de modèle pression-impact, et non procéder aux mesures elles-mêmes. Mais ces données molles n'ont aucune fiabilité, et défient le principe de base selon laquelle la science procède par mesure objective des phénomènes qu'elle étudie, et non par opinion subjective sur ces phénomènes.

Réalité n°3 : le bon état 2015 était évidemment un leurre... mais on remet cela pour 2021 !
Troisième conclusion : le "bon état 2015" brandi comme un impératif catégorique justifiant toutes opérations précipitées en rivière était un leurre. Comme vient de le montrer l'Agence européenne de l'environnement, nous sommes très loin de ce bon état pour 100% des masses d'eau européennes. Mais cela n'empêche pas les SDAGE en cours d'élaboration de faire comme si de rien n'était et de continuer le même charabia vide de sens, promettant que pour 2021 (prochaine échéance réglementaire aux yeux de la DCE), on fera des bonds de géants au lieu des pas de fourmis observés depuis 15 ans. On verra donc les mêmes brandir des projections irréalistes et des promesses fantaisistes. Ou continuer de grossières manipulations, comme celles du SDAGE Loire-Bretagne.

Conclusion : moratoire sur la mise en oeuvre du L-214-C env al. 2, commission d'enquête sur les dérives de la politique de l'eau
Nous ne jetons pas tant la pierre aux autorités et gestionnaires de l'eau pour leurs échecs – car de toute évidence, l'altération massive de la qualité de l'eau depuis le XXe siècle et la difficulté de sa restauration ont été largement sous-estimées par l'UE –, que pour la dissimulation de ces échecs, l'incapacité à l'autocritique et l'infantilisation de l'opinion publique. On peut toujours continuer les slogans creux, les consultations bidons et les graphiques tronqués. Mais cela ne rétablira jamais une confiance perdue.

Nous demandons donc, et nous invitons nos consoeurs associatives à demander à leur Préfet et à leurs élus, les deux décisions suivantes :
- le moratoire à effet immédiat sur la mise en oeuvre du classement des rivières en liste 2 au titre de l'article L 214-17 C env, tant il est manifeste que les dépenses exorbitantes impliquées par ce classement sont sans effet proportionné ni urgence quelconque pour le bon état écologique des rivières, de même qu'elles induisent une grave inégalité devant les charges publiques ;
- la constitution d'une Commission d'enquête parlementaire sur les dérives de la politique de l'eau, dérives dont les condamnations de la France à la CJCE sont une des preuves et dont les responsables principaux sont le Ministère de l'Ecologie (agissant depuis 2006 de manière incontrôlée, non-concertée et confuse par l'usage systématique de la voie réglementaire) et les Agences de l'eau (dépensant de manière abusive, opaque et inefficace l'argent public, au terme d'une gouvernance démocratique très défaillante).

Référence :
WRC (2015), Assessment of Member States’ progress in the implementation of Programmes of Measures during the first planning cycle of the Water Framework Directive, 45 p. (lien pdf)

20/03/2015

Agence de l'eau Loire-Bretagne: un scandaleux exercice de propagande

L'Agence de l'eau Loire-Bretagne vient de publier un numéro spécial de sa luxueuse revue quadrichromique où elle se félicite de "30 ans d'action en faveur des milieux aquatiques" (voir références). Pour les rivières, les motifs de cette autocélébration sont douteux. On apprend en effet en lisant ledit fascicule que 30% des cours d'eau seulement sont en bon état écologique (au lieu des 66 à 100% attendus en 2015) et que "cette situation reste stable depuis 2006". Il faut en déduire que des centaines de millions d'euros ont été dépensés en 10 ans sans qu'on observe l'effet significatif de ces dépenses sur la qualité des rivières. Au lieu d'un satisfecit, on attendrait surtout un audit de cet échec.

50% des rivières dégradées à cause de la morphologie : un chiffre choc
Nous allons nous attarder sur un point qui apparaît très mis en valeur dans cette publication (premier chiffre de la page 2, voir image ci-dessus) : "50% des cours d'eau du bassin Loire-Bretagne risquent de ne pas atteindre le bon état 2021 du fait de la morphologie".

Voilà un chiffre choc. Mais d'où vient-il? En fouillant dans la publication, on lit page 8 que ce chiffre aurait été établi par l'état des lieux des eaux de bassin 2013. Dont acte, nous examinons la méthodologie de cet état des lieux (cf référence ci-dessous). Nous trouvons en pp. 29 et suivantes de l'état des lieux l'explication de la méthode. Les auteurs se sont contentés d'évaluer des pressions (soit par analyse de bassin sur données réelles soit à dire d'expert) et des états de tronçons de rivière, puis de faire une règle de trois. Ci-dessous le tableau donnant sa base au calcul des fameux 50% (cliquer pour agrandir).

50% des rivières dégradées à cause de la morphologie : un chiffre bidon
Soyons clair : ce chiffre choc n'a aucune valeur scientifique, et donc aucune valeur d'aide à la décision. Il est à peu près aussi fiable qu'une boule de cristal, un jeu de tarot ou un marc de café. Trois problèmes majeurs se posent en effet dans la méthode de l'AELB.

Mesures DCE 2000 incomplètes. Chaque masse d'eau du bassin ne dispose pas de l'ensemble des mesures exigées par la directive cadre européenne sur l'eau. Il faudrait des campagnes systématiques, pondérées spatialement (moyenne sur chaque tronçon et non site isolé pas forcément représentatif) et temporellement (moyenne selon la durée significative de la campagne de mesure et le temps de relaxation du milieu), cela sur l'ensemble des indicateurs chimiques (plus de 40), physico-chimiques (plus de 10), biologiques (5 critères de qualité) et morphologiques (plusieurs marqueurs berges et lit). Or, ce n'est pas le cas. Par exemple, de l'aveu même de la publication 2015, 70% seulement des masses d'eau disposent de mesures (et non de simulations). Mais celles dont les mesures sont complètes sont moins nombreuses encore : ainsi, l'état des lieux admet que "la moitié des cours d'eau font l'objet de mesures" sur l'état écologique, en précisant que les mesures sont partielles (par exemple pas d'état macrophytes sur la plupart des sites). Quant aux analyses de l'état chimique (qui a évidemment  un impact écologique), voir plus bas.

Mesures de variation de l'état écologique incomplètes. Outre la carence dans les mesures réglementairement exigibles par la DCE 2000, le tableau des facteurs de variation de l'état écologique d'un cours d'eau est incomplet en Loire-Bretagne. D'une part, il existe une dimension de variabilité naturelle (physiographique ou stochastique) des indicateurs biologiques mesurés pour la DCE 2000 (voir par exemple Marzin 2012). D'autre part, il existe des pressions non prises en compte dans l'état des lieux comme le réchauffement climatique depuis plusieurs décennies, l'introduction d'espèces invasives et les pathogènes émergents, les plus de 400 micropolluants présents dans les rivières (non intégrés dans le suivi DCE et non mesurés en routine), les effets directs et indirects de la pêche, etc. Le panel des pressions est ainsi incomplet, la variation naturelle inconnue : l'influence anthropique ne peut être sérieusement évaluée, encore moins le poids relatif de tel ou tel facteur.

Absence de modèle descriptif et explicatif. Le défaut le plus évident de l'état des lieux de l'Agence de l'eau Loire-Bretagne concerne l'absence totale de modèle d'interprétation des (trop rares) mesures. Quand on veut expliquer un phénomène complexe dépendant d'une série de variables quantitatives et qualitatives, on doit faire appel à des techniques d'analyses factorielles ou dimensionnelles. Celles-ci permettent de mesurer la significativité des calculs, d'estimer le poids relatif des facteurs de co-variance et l'inertie totale (la variance globale) prise en compte par le modèle (voir par exemple Villeneuve 2015). Encore s'agit-il là d'une première étape de l'analyse, un vrai modèle scientifique d'évolution des populations étant passablement plus compliqué qu'une approche statistique permettant de dégager des corrélations. Mais dans l'état des lieux Loire-Bretagne, on n'a rien de tout cela pour appuyer les 50% : juste une règle de trois des plus sommaires sur des données non fiables.

Un état des lieux qui comporte des aveux proprement hallucinants… comme l'absence d'état chimique!
Notre expérience nous indique que les volumineuses publications accompagnant la politique de l'eau ne sont généralement lues que par un cercle étroit de spécialistes (et quelques associations engagées, heureusement). C'est probablement la raison pour laquelle on y découvre des perles qui feraient bondir toute personne sensée si elle les découvrait et les comprenait.

On lit ainsi en page 87 (chapitre III-2-b) de l'état des lieux Loire-Bretagne :

«L’agence de l’eau, en charge du programme de surveillance des eaux, a conduit en 2009-2010 les premiers calculs de l’état chimique avec les règles de l’arrêté appliquant la directive cadre. Pour différentes raisons précisées ci-dessous, elle a rencontré des difficultés à exploiter des résultats acquis et n’a pas pu valider les évaluations dans un contexte aussi fragile. Depuis 2009, avec l’accord des instances de bassin, l’agence de l’eau considère non pertinent et impossible de calculer et de publier un état chimique.»  

Les «raisons précisées ci-dessous» sont simplement que les substances indiquées dans la DCE 2000 sont difficiles à mesurer, que ce soit le métaux, les HAP, les pesticides, les résidus médicementeux, etc. Quinze ans après la directive-cadre, le plus important bassin français en terme de linéaire de rivières est donc contraint d'admettre qu'il ne sait pas établir le bilan de l'état chimique pour chaque masse d'eau et pour l'ensemble hydrographique régional. C'est consternant, mais plus consternant encore que le Comité de bassin et l'Etat avalisent cette dérive sans sourciller. Que font donc les associations de défense de l'environnement comme FNE, pourtant lourdement subventionnées et capables de mobiliser des experts pour dénoncer ces dérives? On se le demande...

Conclusion : un peu moins de bureaucratie, de lobbies et d'idéologie, un peu plus de bon sens... et de bonne science
Il existe une solide et récente littérature scientifique française et internationale mettant en garde contre la précipitation dans les opérations de restauration morphologique des rivières, dont les effets biologiques sont souvent modestes à nuls (Palmer 2005, Doyle 2005, Palmer 2010, Bernhardt 2011, Louhi 2011, Stanrko 2012, Haase 2013, Lorenz 2013, Verdonschot 2013, Morandi 2014, Nilsson 2014). Nous en ferons une synthèse prochainement. Il n'est pas acceptable que les Agences de bassin et les autorités en charge de l'eau persistent à ignorer ces travaux et à reproduire des perceptions biaisées ou des généralisations douteuses. Nous espérons de ce point de vue que des chercheurs vont s'engager dans le débat public sur l'eau pour rappeler quelques conclusions de leurs disciplines, notamment que les mesures de restauration des rivières exigent des travaux autrement plus sérieux sur la caractérisation des impacts à différentes échelles, sur la définition d'objectifs réalistes et sur le suivi scientifique des effets environnementaux des mesures prises.

L'Agence de l'eau Loire-Bretagne n'est pas capable de fournir des mesures complètes ni des modèles réalistes. Pour ces raisons, elle n'est pas plus capable d'améliorer depuis 2006 l'état des rivières car elle ne sait pas cibler les impacts réels sur chaque bassin versant et doser les réponses à ces impacts. Le Conseil Général de l'Orne a d'ores et déjà signalé qu'il refusait le SDAGE 2016-2021 (celui de Loire-Bretagne comme celui de Seine-Normandie). Le Conseil Général de Loir-et-Cher a exigé un moratoire sur la continuité écologique. La Cour des Comptes a sévèrement épinglé les Agences de l'eau pour leur gestion défaillante des pollutions. Ce n'est que le début, car tous les signaux de la politique de l'eau sont au rouge.

Nous appelons bien évidemment nos consoeurs associatives de Loire-Bretagne à réfuter l'état des lieux 2013 du bassin hydrographique, à refuser le SDAGE 2016-202 qui en découle et à travailler avec nous aux procédures judiciaires qui permettront d'établir les responsabilités de ces échecs et de ces manipulations si mal travesties.

Références citées
AELB (2013), Etat des lieux du bassin Loire-Bretagne, lien pdf
AELB (2015), «30 ans d'actions en faveur des milieux aquatiques», L'Eau en Loire-Bretagne, n°89, mars 2015, lien pdf

18/03/2015

Les moulins à eau et la transition énergétique: faits et chiffres

Vous pouvez télécharger le texte ci-dessous mis en page en version pdf ou en version odt (Open Office) afin de le diffuser autour de vous et de l'adapter à vos besoins locaux. Document réalisé avec les contributeurs du Forum de la petite hydroélectricité, la référence des passionnés et des experts en petites puissances. 

En France, près de 100 000 moulins pourraient être aménagés à fin de production hydro-électrique. Excellent bilan carbone, moindre impact sur la CSPE, pilotabilité par le réseau, forte acceptabilité sociale, foisonnement sur tous les territoires, emplois non délocalisables… les atouts de cette très petite hydro-électricité sont nombreux. Au lieu d’équiper ces seuils et barrages sur chacune de nos rivières, l’Etat promeut aujourd’hui leur destruction. Une erreur grave à l’heure où la lutte contre le réchauffement climatique et la transition énergétique post-carbone devraient être nos priorités, et où les vrais impacts sur la qualité des rivières ne sont pas efficacement traités.


— Nombre et potentiel énergétique des moulins —

Moulins à eau en France : environ 100 000 sites de production à développer 
Le Référentiel des obstacles à l'écoulement de l'Onema (V6.0, mai 2014) compte aujourd'hui 76.293 références, et le nombre définitif pourrait être de 120 000 (chiffre cité in Souchon et Malavoi 2012). Ces chiffres convergent avec les données historiques connues : la statistique impériale de 1809 comptabilise 82 300 moulins à eau en activité en France, mais ce chiffre a continué de croître jusqu’à la fin du XIXe siècle, période où l’énergie hydraulique est la première puissance motrice en France. Il paraît probable qu’il existe aujourd’hui environ 100 000 sites de moulins en France, dont 60 000 sont en état correct pour recevoir un équipement énergétique et 40 000 demanderaient des travaux de modernisation à cette fin.

Quel potentiel énergétique ?
Les deux estimations de potentiel hydro-électriques dont on dispose (rapport Dambrine 2006 et étude de convergence Ministère UFE DGEMEDDE/UFE 2013) sont incomplètes : la première exclut les sites de moins de 10 kW (qui représentent plus de 50 % des moulins), la seconde les sites de moins de 100 kW (plus de 90 % des moulins). Sur une base limitative de 30 000 moulins de plus de 10 kW, Dambrine 2006 estimait le potentiel à 1 TWh / an. Le potentiel réel total peut être approché à trois fois cette valeur, soit 3 TWh / an. Pour donner un ordre de grandeur, l’équipement des moulins représenterait l’équivalent en productible d’un réacteur nucléaire ou la production totale de l’éclairage public en France (après effet du plan de réduction de cet éclairage).

Les usages : autoconsommation ou injection réseau 
L’équipement énergétique des moulins peut servir à l’autoconsommation (chauffage en particulier) ou à l’injection réseau. En raison du bon facteur de charge de l’énergie hydraulique, il faut compter environ 10 kW de puissance pour satisfaire les besoins en consommation d'une famille, la puissance en surcroît pouvant être dédiée à l’injection réseau.

Pilotabilité pour le réseau : une énergie prévisible à 24 / 48 h 
Le productible d’un moulin est défini par l’hydrologie de la rivière (débit utile et chute nette). Ces données sont prévisibles 24 à 48 h à l’avance, et donc faciles à intégrer lorsque les gestionnaires du réseau doivent anticiper le besoin de charge. Par rapport à d’autres énergies souffrant de fatalité et d’intermittence (éolien, solaire), l’hydraulique jouit donc d’une certaine régularité et prévisibilité. Les moulins sont disséminés sur le territoire (cf carte ROE) et injectent généralement sur le réseau basse tension. Les coûts de transport de l’électricité peuvent être réduits par ce foisonnement.

Taux de retour énergétique (EROEI) : le meilleur score de toutes les énergies 
Le taux de retour énergétique, appelé EROEI (energy return on energy invested) se calcule par la quantité d’énergie que l’on produit sur le cycle de vie d’un dispositif divisée par la quantité d’énergie nécessaire à la construction, la maintenance et le démantèlement du dispositif. L’énergie hydraulique représente le meilleur EROEI de toutes les sources d’énergie, charbon inclus, avec un facteur 10 à 20 au-dessus du nucléaire ou des autres ENR (Murphy et Halls 2010).


— Climat et environnement —

Bilan carbone : en pointe contre le réchauffement climatique
Avec 4 g eqCO2 par kWh produit, l’énergie hydraulique représente le meilleur bilan de toutes les énergies productrices d’électricité (GIEC IPCC, SRREN Report 2012). Ce chiffre est encore meilleur dans le cas des moulins, car le génie civil (seuils, biefs, chambre d’eau) est déjà présent, donc ce poste carbone intensif est très limité par rapport à la grande hydraulique construite de novo. L’équipement des moulins devrait donc être une priorité dans la stratégie de lutte contre les émissions de gaz à effet de serre et prévention du réchauffement climatique. D’autant que ce réchauffement représente la menace de premier ordre sur l’évolution à long terme des milieux aquatiques continentaux.

Usage des matières premières : un impact très faible 
Il a été montré que l’énergie hydraulique est la moins consommatrice de matières premières et en particulier de métaux par kWh produit (Kleijn et al 2011 et Van Der Voet et al 2013).

Impact sur la rivière : un effet modeste que l’on peut corriger
Les barrages de moulins, que l’on appelle seuils ou chaussées, ont généralement une hauteur de moins de 2 m. Ils modifient localement la morphologie de la rivière, mais leur impact sur la qualité de l’eau et des milieux aquatiques reste très modeste. Les travaux scientifiques récents (Wang et al 2011, Dahm et al 2013, Van Looy et al 2014, Villeneuve et al 2015) convergent pour observer ce faible impact des barrages (de la morphologie en général) sur les indicateurs biologiques de qualité des eaux à échelle des tronçons ou des bassins versants. Les premiers facteurs de dégradation sont la pollution chimique et les changements d'usage des sols (urbanisation, agriculture ou sylviculture intensive, altérations des berges), facteurs qui se sont nettement aggravés à partir du milieu du XXe siècle (Steffen et al 2015). Grâce au progrès des connaissances, technologies et bonnes pratiques, il est aujourd’hui possible de réduire l’impact piscicole et sédimentaire des prises d’eau de moulin (Courret et Larinier, Onema 2008). Le choix actuel de détruire le maximum de seuils de moulins en rivière paraît donc une option profondément contestable au plan écologique et énergétique.



— Economie et société —

Economie : des emplois non délocalisables, notamment en zones rurales
Equiper les moulins ne permet pas seulement de produire une énergie propre, non carbonée et locale, c’est aussi un investissement dans plusieurs filières d’emplois non délocalisables : bureaux d’études, installateurs-réparateurs, turbiniers, producteurs en vantellerie (vannes, organes mobiles) et automatisme, génie civil, etc. Sur la base d’un investissement de 4000 € / kW installé (compte non tenu des dispositifs écologiques de franchissement), l’équipement de 1500 moulins français par an pourrait représenter un milliard d’euros d'investissement productif d’ici 2030. Cet investissement bénéficie notamment aux territoires ruraux où les moulins sont les plus nombreux.

Poids sur la CSPE : la facture des Français soulagée 
L’hydro-électricité fluviale est une technologie mature, qui possède un excellent rendement. Il en résulte que le tarif de rachat est moindre que celui d’autres sources d’énergie émergentes et moins maîtrisées. Dans la phase initiale de la transition énergétique, ce sont les sources les moins coûteuses qui devraient être équipées en premier, afin de ne pas alourdir les coûts publics supportés par les Français à travers leur facture d’électricité. Dans son rapport sur l’évaluation des politiques publiques en matière d’énergie renouvelable, la Cour des Comptes a reconnu cette qualité : «S’agissant de la filière hydraulique, qui est mature et dispose encore d’un potentiel important, cependant limité par les mesures de protection des cours d’eau portées notamment par la LEMA, l’État doit arbitrer entre l’exploitation à des fins énergétiques d’une énergie connue, maîtrisée, non polluante et nécessaire à la réalisation de ses objectifs de politique énergétique et le maintien d’un niveau élevé de protection de la faune et de la flore» (Cour des Comptes 2013)

Les moulins et l’opinion : une forte acceptabilité sociale 
Contrairement à d’autres sources d’énergie renouvelable, les moulins à eau jouissent d’une forte popularité auprès des élus locaux et des riverains. Leurs retenues sont déjà intégrées dans les paysages de vallée depuis des siècles. Ils appartiennent à l’imaginaire national et font salles combles lors des visites des journées du patrimoine comme des journées des moulins. La reprise de leur activité énergétique ne représente aucune nuisance particulière pour le voisinage, car ils fonctionnent au fil de l’eau (et non en éclusée comme les grands barrages). Plusieurs centaines d’associations rassemblent déjà les passionnés dans tous les départements français.


— Un choix politique à l’heure de la transition énergétique —

Quelles réformes attendues ? 
La mise en œuvre du potentiel de la petite hydro-électricité passe par plusieurs avancées législatives et réglementaires, en particulier :
  • le moratoire immédiat sur les effacements de seuils et barrages au motif de continuité écologique (qui détruisent nos capacités de production au lieu de les équiper), 
  • l’aide publique (Agence de l’eau, Régions) aux aménagements écologiques de franchissabilité et d’ichtyocompatibilité,
  • la simplification des contrats de raccordement et injection (autoconsommation avec injection du surplus en compteur double sens, procédure simplifiée pour les moins de 36 kVA, procédure ultrasimplifiée pour les moins de 10 kVA), 
  • la mise en place d’un guichet unique dans chaque département (et non pas de multiples interlocuteurs administratifs DDT, Onema, Dreal, Ademe, etc.), 
  • le développement du financement participatif,
  • l’intégration systématique dans les Plans climat-énergie territoriaux (PCET), les Schémas régionaux climat air énergie (SRCAE) et le maillage des territoires à énergie positive pour la croissance verte,
  • le maintien des tarifs d’achat EDF-OA en 2016, avec prime aux petites puissances.
L’intégration de la très petite hydro-électricité dans la transition énergétique est un choix d’avenir : les moulins ne sont pas seulement un magnifique héritage du millénaire passé, ils sont aussi un atout pour une énergie propre sur des rivières vivantes et dans des territoires dynamiques.

Illustrations : 1. ROE, Onema 2014, carte indiquant les seuils et barrages connus à date ; 2. exemples de montages en petite hydro (© DBH) ; 3. moulin sur le Serein à Guillon. De hauteur modeste, noyés en hautes eaux, les seuils de moulin ont un impact très faible sur la qualité piscicole et sédimentaire des cours d’eau. La dégradation récente des rivières françaises n'est pas liée à leur existence pluriséculaire ; 4. montage Turbiwatt, fabricant français spécialisé en turbines pour moulins.