Post on 19-Nov-2021
Plan
• Introduction• 1. Repères historiques (questions, politiques
publiques, méthodes/outils)• 2. Eléments de compréhension du
fonctionnement d’un écosystème aquatique• 3. Différentes étapes du processus de gestion
adaptative à l’œuvre avec la Directive CadreEuropéenne sur l’Eau (DCE) et besoins
• 4. Grands défis identifiés• Conclusion/Discussion
!"##$% &"'()*+(#,-(./%,+0 ,'%-(1(!"-,-2 (3,&',2 (,'
4 5 6 7
Nombreux exemples dont Pont de Tours sur la Loire
AFP/PETER FOERSTER
89,:(7 6 (4 ; ; (%"'',-(.,(-$<-%*':,-(*:%&9,-($% &#&-/,-(,'
= ; ; > 2 (#*(?+*':,(,-%(#,(%+" &-&@A,(:"'-"AA*%,$+(.,
),-%&:&.,-B
Loue_août2011_D. Gerdeaux
Proliférations algales / eutrophisation des cours d’eau
Altérations hydromorphologiques
Billen et al.,2009
Proliférations algales, Mer du Nord, algues non siliceuses
1960 1980 2000 2020
PollutionsPonctuellesU et I
CarsonDorst
Thermienucléaire Pollutions
diffuses
HéninHabitat aq.débits
ChangementClimatique Pollutions
retard (PCB)émergentes
1960 1980 2000 2020
PollutionsPonctuellesU et I
CarsonDorst
Thermienucléaire Pollutions
diffuses
HéninHabitat aq.débits
ChangementClimatique Pollutions
retard (PCB)émergentes
Loi eau
64
Loi pêche
84
Giec
88
Dir. NitratesDeru
91
Loi eau
92
DCENatura 2000
06
DCSMM08
IPBES
11MEA
EcophytoTVB
1960 1980 2000 2020
PollutionsPonctuellesU et I
CarsonDorst
Thermienucléaire Pollutions
diffuses
HéninHabitat aq.débits
ChangementClimatique Pollutions
retard (PCB)émergentes
Loi eau
64
Loi pêche
84
Giec
88
Dir. NitratesDeru
91
Loi eau
92
DCENatura 2000
06
DCSMM08
IPBES
11MEA
Indicesbiotiques
Tolérancesthermiques
SEQ X
!habitat
BioindicationEcotoxicologie
Hydromorphologie
Seuils X
Approches intégrées
Services ES
Indicessaprobiques
EcophytoTVB
Plan
• 2. Eléments de compréhension dufonctionnement d’un écosystèmeaquatique
Modèle conceptuel de l’écosystème d’eau courante
Hydrologie
Morphologie
Végétation rivulaire Habitat
Trophie
Chimie
Géologie Relief ClimatVégétationSolsEcosystème
ECHELLE LINEAIRE
Territoire quotidienRéalisation de
plusieurs fonctions
(repos, nourrissage)
Équilibre des populationsHabitat des phases critiques
(zones de refuge, frayères)
Unités
morphodynamiques
Faciès agencés en
séquences régulièresForme et dynamique du lit
TRONÇONSEGMENT
SÉQUENCE10 3 W
10 2 W10 1 W
Radier
ECHELLE LOCALE
Structures d'abris
Hétérogénéité de l'écoulement et du substrat
Positionnement
d'un individu
Réalisation d'une fonction biologique
FACIÈS
Variables physiques :
- vitesse de courant
- hauteur d'eau
- structure granulométrique
AMBIANCE10 0 W MICRO-HABITAT10 -1 W
Queue de radier
10 -2 W
CADRE PHYSIQUE FONCTIONSBIOLOGIQUESECHELLE REGIONALE
TYPES DE VALLÉES
HYDRO-ECOREGIONS ORDINATION DU RÉSEAU
Biodiversité
des
peuplements
Stock d'espèces
Tronçons
1
1
1
1
11
2
2
2
2 1
3
3
4
Structures
Géomorphologiques Dimension
Amont-aval
EmboîtementdesÉchellesphysiques :
Structureshiérarchisées
1Longitudinale
2Latérale
3Verticale
4 TEMPS
D’après
Amoros & Petts, 1993
Un Hydrosystème à quatre dimensionsen interactions
Influence de la ripisylve sur le fonctionnement trophique dans les écosystèmes d’eau courante (d’après Maridet, 1995).
CD*)+@-(E*''"%,(,%(*#B 2 (4 5 F ;
G&9,+(H"'%&'$$A (H"':,)%
Fonctionnementtrophiquealternantautotrophie ethétérotrophie
Plan
• 3. Différentes étapes du processus degestion adaptative à l’œuvre avec laDirective Cadre Européenne sur l’Eau(DCE) et besoins
Spirale d’apprentissage ???
• Missions d’appui aux politiques publiques dans le champ de la DirectiveCadre Européenne sur l’Eau (DCE) : l’ambition est de réaliser la conceptionet le transfert effectif de méthodes opérationnelles dans le calendrier desgestionnaires, reposant sur un solide cadre pluridisciplinaire et appuyé pardes développements de recherche. Ce qui suppose d’avoir été en mesured’anticiper les besoins, d’accompagner la formulation des questions et dedévelopper de façon progressive et partagée.
• C’est in fine une réalisation en vraie grandeur de la notion de spiraled’apprentissage décrite par Chevassus-au-Louis et al. (2004), qui est baséesur une «vision systémique avec un développement simultané et demanière interactive des 3 aspects de description, de compréhension et degestion, afin que chaque activité bénéficie aussi vite que possible desrésultats des autres ».
• C’est une configuration considérée comme nécessaire dans desthématiques de type développement durable, biodiversité et adaptation auchangement climatique (Macleod et al., 2007, in Macleod, 2010) etcomplémentaire du modèle dominant hypothético-déductif.
• Chevassus-au-Louis et al. (2004) soulignent toutefois la nécessaireadaptation des modes d’évaluation pour ce type de démarche (p. 195).
ETATBiologiqueChimique
Physique
DIAGNOSTIC
Causes Sources
PREVISIONSUIVI
MESUREMESURE DERESTAURATION
Des effets aux causes
Des causes aux effets
Adapté de Cormier & Suter, Env. Man., 2008
EPID
EM
IOLO
GIE
GESTIO
N
ETATBiologiqueChimique
Physique
DIAGNOSTIC
Causes Sources
PREVISIONSUIVI
MESUREMESURE DERESTAURATION
Adapté de Cormier & Suter, Env. Man., 2008
EPID
EM
IOLO
GIE
GESTIO
N
Détection problèmes Résolution problèmes
Risque
Gestion
Réponses
Les objectifs « écologiques »de la Directive Cadre sur l’Eau
• Prévenir la détérioration des milieux
• Bon état en 2015– Etat écologique : « qualité de la
structure et du fonctionnement desécosystèmes aquatiques »
– Etat chimique : normes deconcentrations
• Suppression des Toxiques :– Non daté, mais clairement affiché…
La surveillance de l!état des milieux : objectifs et exigences
- Socle scientifique de l’action publique: orienter le choix des mesures degestion et évaluer leur efficacité
- Exigence DCE : des programmes desurveillance à composantesspécifiques, s’intégrant dans lescycles de gestion depuis 2006
- réseau de contrôle de surveillance (RCS): suivre l’état des eaux à l’échelle d’unbassin, évaluer les changements à LT,concevoir de manière efficace et valableles futurs PdS,
- contrôles opérationnels : suivre l’état desmasses d’eau à risque de non atteintedes objectifs envtx,
- contrôles additionnels, contrôlesd’enquête, réseau de référence…
Programme de surveillance - 2006
Suivi de l’application des mesures
Mise en oeuvre
Etat des lieux rév isés - 2013
Programme de mesures – 2010-2015
Plan de gestion – 2010-2015
Définition des objectifs Orientations et priorités d’action
Identification des questions importantes
Etat des lieux – 2004
Évaluation du RNABE
Bio-indicateurs : métriques requises
50% des masses d50% des masses d’’eau ne peuvent atteindre le boneau ne peuvent atteindre le bonétat écologique à cause de létat écologique à cause de l’’hydromorphologiehydromorphologie
DGALN - Direction de l’Eau et de la Biodiversité
Des programmes de mesures (pdm)2010-2015
Nature des actions prévues dans le pdm
Recensement DCUAT/Onema
Besoins
• Rénovation de la bioindication• Calages européens• Analyses de risque (approches
probabilistes)• Analyses des situations• Diagnostic• Modélisation Pression/états écologiques• Extrapolation aux situations non mesurées
Hydromorphologie (Hm)
• SYRAH_CE
• SYstème Relationnel du risqued’Altération de l’Hm des cours d’eau
Principes éléments d’un bonfonctionnement
Principes cadre conceptuelActivités &
Occupation du Sol
Aménagements & Usages
Altérationsdes StructuresAnalyse Large Echelle
Analyse Tronçon
Altérationsdes Processus
Altération des Habitats
FiltreSpatial
Risque
Risque
Principes les objets décrits
les informations produites
! origine BD topo IGN® +BDonnées
! analyse géomatique sur 230 000 km
! valeurs quantitatives sur chaque tronçongéomorphologique
" production de paramètres “bruts” pour chaque tronçongéomorphologique
(validation et recalcul des taux en cours disponibilité automne 2011)
les informations produites auniveau du tronçon
Paramètres
hydromorphologiques
soutenant les
paramètres biologiques
Hydromorphological
elements supporting the
biological elements
sous-paramètre détail métrique
Q étiage
Q moy
saisonnalité
éclusées
continuité biologiqueconditions
montaison/dévalaison
profondeur à l'étiage
faciès d'écoulement proportion de faciès
nature de la rive
ripisylve
rive + bande 30m
Conditions
morphologiques
Morphological conditions
variation de la
profondeur et de la
largeur de la rivière
river depth and profondeur en crue
structure et substrat
du lit
structure and
substrate of the
river bedsubstrat
épaisseur
granulo
porosité, conductivité
hydraulique
structure de la rive
structure of the
riparian zone
Continuité de la rivière
River continuitycontinuité Qs Bilan sédimentaire
continuité latérale ? connexion lit min/lit maj
Régime hydrologique
Hydrological regime
quantité et
dynamique du débit
d'eau
quantity and
dynamics of water
flow
quantité
Q crue 1 à 5ans
dynamique
connexion aux
masses d'eau
souterraines
connection to
groundwater bodies
capacité soutien étiage
Paramètres
hydromorphologiques
soutenant les
paramètres biologiques
Hydromorphological
elements supporting the
biological elements
sous-paramètre détail métrique
Q étiage
Q moy
saisonnalité
éclusées
continuité biologiqueconditions
montaison/dévalaison
profondeur à l'étiage
faciès d'écoulement proportion de faciès
nature de la rive
ripisylve
rive + bande 30m
Conditions
morphologiques
Morphological conditions
variation de la
profondeur et de la
largeur de la rivière
river depth and profondeur en crue
structure et substrat
du lit
structure and
substrate of the
river bedsubstrat
épaisseur
granulo
porosité, conductivité
hydraulique
structure de la rive
structure of the
riparian zone
Continuité de la rivière
River continuitycontinuité Qs Bilan sédimentaire
continuité latérale ? connexion lit min/lit maj
Régime hydrologique
Hydrological regime
quantité et
dynamique du débit
d'eau
quantity and
dynamics of water
flow
quantité
Q crue 1 à 5ans
dynamique
connexion aux
masses d'eau
souterraines
connection to
groundwater bodies
capacité soutien étiage
Paramètres hydromorphologiques
soutenant les paramètres biologiques
Hydromorphological elements supporting
the biological elements
sous-
paramètredétail métrique
Altération
attendue
Causes de
l'altération
Données
disponibles
Effet
pondération
nature de la
riveartificialisation
ouvrages de
protection
SYRAH T :
routes 3W,
urb. 100m
ripisylvedégradée ou
absentesuppression
SYRAH T :
ripi 10, 30 maltitude
structure de
la rive
structure of
the riparian
zone
r ive + bande
30m
Conditions morphologiques
Morphological conditions
Mise en place du réseau
Exemple: caractérisation de lastructure de la rive
Exemple: caractérisation de lastructure de la rive
Structures Pressions Impact Etat
Bioindicateurs
Invertébrés
Poissons
Diatomées
Paramètres abiotiques
organique
(MO)
Nutriments
N,P
Toxiques
Pollution
Hydrologie
Morphologie
Altérations physiques
Population
densité
urbanisation
Agriculture
Occupation
des sols
Industries
Usages
energie
transport
Tourisme
Loisirs
Chenalisation
Barrages
Prélèvements
Rejets
directs
diffusModèles pressions-impacts
Etat des lieux au début du TR
Bancarisation donnéeBancarisation donnéeréseaux nationauxréseaux nationaux
Biologie
Physico-chimie
Toxiques
Caractérisation de lCaractérisation de l’’occupation duoccupation dusol dans le corridor rivulairesol dans le corridor rivulaire
SYRAH-CE : Système relationnel dSYRAH-CE : Système relationnel d’’audit hydromorphologiqueaudit hydromorphologique
Acquisition de la donnée complémentaire
Phosphore totale moyenne
Tx_V
eg10m
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
95% de confiance
Liens physico-chimie / indicesLiens physico-chimie / indices Liens ripisylve / PC / indicesLiens ripisylve / PC / indices
Liens multi-pressions / indicesLiens multi-pressions / indices
IPR (racine)
Tx_veg10m
1 2 3 4 5 6 7 80
20
40
60
80
100
120
140
95% de confiance
Analyses des liens entre pressions et indices bio
Modèle dModèle d’’aide à la décision : extrapolation spatiale de laide à la décision : extrapolation spatiale de l’é’état écologiquetat écologiquepour lpour l’é’état des lieux nationaltat des lieux national
Réseaux bayésiens : risque dRéseaux bayésiens : risque d’’altération à partir des indicateurs SYRAH-CEaltération à partir des indicateurs SYRAH-CE
Mauvais état Bon état
observé
pré
dit Mauvais état 635 121
Bon état 93 379pré
dit
indice de validation valeur
taux d'erreur 0.17
kappa index 0.63
sensibilité 0.87
spécificité 0.76
AUC 0.86
Stations d’épurationPopulation
Développement de modèles finalisés
Quelles conséquences pour lagestion ?
Urbanisation :- Pollution (organique, toxique)+ Altérations physiques (MEFM)
Restauration : des actionslourdes sont nécessaires auniveau de la masse d'eau
Zones plus naturellesAgriculture faible intensité
Conservation : Non dégradation;réservoirs biologiques pour larésilience et la recolonisation(Bon état)
Plan
• 4. Grands défis identifiés
• « Ces deux crises, économique et planétaire, ont unpoint commun : elles sont la conséquence d'un systèmequi n'évalue pas les risques que son fonctionnementgénère, qui ne tient pas compte du fait qu'il peut aboutirà une destruction supérieure au bénéfice immédiat qu'ilprocure et enfin qu'il sous-estime l'interdépendance desacteurs....
• Nous devons reconnaître que s'affranchir des risquesque nos actions font courir aux autres et à la planète estune erreur ».
Nicholas Stern,
Le Monde 14-15 / 12 /08
Tendances décelées, modulo lasubjectivité de l’exercice
• RECHERCHE : Spécialisation croissante (1)versus besoins accrus synthèses/visions holistiques
• DÉMOGRAPHIE : 9 mds H en 2050 ; la Chine est aujourd’hui le pays leplus peuplé au monde, mais l’Inde, qui connaît une croissancedémographique deux fois plus rapide, pourrait la rattraper d’ici 2025. Lesdeux pays compteraient alors environ 1,4 milliard d’habitants (2)
• ENERGIE : Fossiles versus renouvelables ; le scénario négaWatt reposetoujours sur trois leviers : la sobriété des comportements, la maîtrise del’énergie par le progrès technologique et le recours aux énergiesrenouvelables et locales (3)…les engrais diminuent de 45 %,développement important des énergies renouvelables, notamment de labiomasse (grâce au bois, à la méthanisation et aux biocarburants), quifournit 45 % des besoins en énergie primaire de la France en 2050
• URBANISME : place de la nature en ville (4)
1 OCDE, 2011, 204 p. www.oecd.org/document/10/0,3746,en_2649_33703_39493962_1_1_1_1,00.html2 RAND Corporation www.rand.org/pubs/monographs/MG1009.html3 Association négaWatt www.negawatt.org/scenario-nega watt-2011-p46.html4 www.iau-idf.fr/nos-publications/lescahiers.html
Ecosystèmes
Espace
Flux thermiques
Fluxpolluants
Variabilité
ServicesQualitéEau
Evénements (crue, sécheresses)
Qualité solsBiodiversité
RépartitionsÉliminationInvasionsTaille
EfficacitéPouvoir tampon
- Pollution - Mo - Crue - Fragmentation
Paysages
Fluxhydriques
Société Bien être Conflits
La méthode des microhabitats
Un modèle hydraulique(description de l’habitat
À différents débits)
+
Un modèle biologique(qualité « biologique »
de l’habitat)
HYDRAULIQUELOCALE
= f (DEBIT)
H V
0.0
0.5
1.0
0 0.4 0.8 0 0.4 0.8
0.0
0.5
1.0
Ex : barbeau
V H
(Lamouroux, 2001)
Potentiel d’habitat
Habitat value
Discharge
WUA
1/40MAD1/10 MAD
WUA ?
Figure 1. Pt de Blyes à Confluence. Evolution avec le débit d’indices d’abonda nce (à interpréter comme étant proportionnels à un volume pondéré utile) de différentes espèces.
0
160
10 30 50 70 90
BAF
CHE
BLN
HOT
GOU
LOFVAI
VAN
DEBIT (m3/s)
Cortège d’espèces
Vers des approches plusholistiques
Vörösmarty et al., 2010
0,5 * 0,5 °
50 * 50 km
DEM
Flow oriented
Rangs 6 et plus
RessourceEAU
Biodiversité
99,2 M km"
« MENACE SUR »
Conflits
Critique des réseaux, des analyses qui y sont pratiquées (ou non) pour certaines substances sensibleset des synthèses édulcorées produites
Vers des contentieux européens• Agriculture vendredi 28 octobre 2011
• La commission européenne a adressé un « avis motivé » à la France danslequel elle l’enjoint de renforcer ses mesures de lutte contre la pollution deseaux par les nitrates.
• C’est la dernière étape avant la saisine de la cour de justice européenne pourinfraction à la réglementation. Bruxelles estime que la France n’a pas désigné toutesles zones qui sont vulnérables, de sorte qu’un grand nombre d’entre elles ne fonttoujours pas l’objet de programmes d’action.
• « L’avis de la commission intervient au moment même ou les ministères del’agriculture et de l’écologie soumettent à consultation publique un projetd’arrêté qui affaiblirait la prévention de ces pollutions, note l’association Eaux etRivières de Bretagne. Une fois de plus la France fait preuve de très mauvaisevolonté pour se conformer au droit européen en matière d’environnement ».
http://www.ouest-france.fr/region/bretagne_detail_-Nitrates-l-Europe-tacle-une-fois-de-plus-la-France_8619-2005698_actu.Htm
Plan
• Conclusion/Discussion
IndicateursPhysico-chimie
Pression physico-chimique
et toxique
BVamont
CRamont
CRlocal
Tronçon SYRAHTronçon SYRAH
Indicateurs d’occupation
du sol
Indicateursbiologiques
Curseurs
Sociétaux
Risque altération hydromorphologique Descripteurs
Hydromorphologie
Echelle stationnelleDescripteurs multi-échelles
Modèle analyse multi-stress et multi-échelles
Modèles multi-stress et logique conditionnellebayésienne
K 3L-%@A,-(:"A)#,M,-(N8##*'(= ; 4 4 O
P Q+*)R,S (. &-:$--&"'(.,-(RL)"%R@-,-
P T&/+*+:R&U$,S (0 ,-% &"'(.,-(/:R,##,-
P V'./),'.*':,(:"'. &% &"'',##,S
*--,A< #*0 ,(.,(-"$-WA".@#,-
8##*'(,%(*#B (N = ; 4 4 O
Landscapearchitecture
NaturalitéHabitat Corridors
Ecotones
PHOTO CE
GÉOMORPHOLOGIE
River ContinuumConcept
Ecohydraulique
MicrohabitatsGéométrie hydrauliqueHydraulique
HYDROLOGIE
Biodiversité
Climax
DIFFÉRENTS REGARDS…
Fig. 1. The full set of possible futures of ecosystem services (blue ellipse) is only partially represented in
available data (green circle) and models (magenta circle). Together, the data and the models allow us to
project the uncertainties, or knowable unknowns (yellow ellipse). The unknowable unknowns are the
portion of the blue ellipse beyond the edge of the yellow ellipse. The probability of any model projection
of future ecosystem services depends on the full set of possible futures, most of which are unknown. This
diagram is based on the ideas of L. A. Smith (2002). Carpenter et al., 2006
Merci de votre attention Merci à tous les collaborateurs
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http://www.ecologyandsociety.org/vol11/iss1/art29/• Chevassus-au-Louis Bernard, Robert Barbault & Patrick Blandin. 2004. Que décider ? Comment ? Vers une stratégie nationale de recherche sur la
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