Mémoire de stage_L.Delahayes_140908_HD

Sciences et Génie de l’Environnement

SAGE systèmes aquatiques et gestion de l’eau

MMaasstteerr «« SScciieenncceess eett GGéénniiee ddee ll’’EEnnvviirroonnnneemmeenntt »» SSppéécciiaalliittéé SSAAGGEE,, EEccoollee NNaattiioonnaallee ddeess PPoonnttss eett CChhaauussssééeess

7777445555 MMAARRNNEE--LLAA--VVAALLLLEEEE CCEEDDEEXX 22 -- TTeell :: 0011 6644 1155 3366 4400 -- FFaaxx 0011 6644 1155 3377 6644 -- MMaaiill :: ttaassssiinn@@lleeeessuu..eennppcc..ffrr

PARCOURS PROFESSIONNEL

Septembre 2014

MEMOIRE DE STAGE DE MASTER

Lilian DELAHAYES

Présentation du mémoire le 18 septembre 2014 à 15h

MISE EN ŒUVRE DE LA RESTAURATION DES CONTINUITES ECOLOGIQUES

DISPOSITIFS POUR LA MONTAISON DE L’ANGUILLE (ANGUILLA ANGUILLA L.)

Confidentialité :

Oui – Durée : …...

Non

Maître de stage : Eric COSSARDEAUX Superviseur de stage : François PREVOT

Stage effectué à

IRH Ingénieur Conseil, Agence d’Orléans

du 11/03/2014 au 11/09/2014

Lilian Delahayes Master 2 SGE option SAGE ‒ Mémoire de stage professionnel

Septembre 2014 Page 1 / 41

Remerciements

Je tiens à remercier Cédric Déléris pour m'avoir accepté au sein du pôle Milieux Aquatiques d'IRHIC.

Merci également à Jean-François Schaeffer et toute l'équipe de l'agence d'Orléans pour leur accueil et leur sympathie.

Merci bien sûr à Eric Cossardeaux, mon maître de stage, pour avoir partagé ses connaissances, pour sa disponibilité et pour m'avoir donné envie de continuer à travailler dans les milieux aquatiques.

Enfin, je remercie Sara pour son aide précieuse, sa patience et son soutien au quotidien.



Table des matières

REMERCIEMENTS ........................................................................................................................................................ 1

TABLE DES MATIERES ................................................................................................................................................. 2

TABLES DES ILLUSTRATIONS ....................................................................................................................................... 3

Figures ......................................................................................................................................................................................3 Tableaux ...................................................................................................................................................................................3

GLOSSAIRE .............................................................................................................................................................. 4

INTRODUCTION .......................................................................................................................................................... 5

CADRE PROFESSIONNEL .............................................................................................................................................. 7

1. Le groupe IRH Environnement .............................................................................................................................. 7 2. La société IRH Ingénieur Conseil ........................................................................................................................... 7 3. Le pôle Milieux Aquatiques ................................................................................................................................... 7 4. Mes missions au sein de l’entreprise .................................................................................................................... 8

Projets en cours .......................................................................................................................................................................9 Aspects techniques ................................................................................................................................................................12 Offres de marchés ..................................................................................................................................................................13 Missions annexes ...................................................................................................................................................................14

5. Objectif du stage ................................................................................................................................................. 14

LA MISE EN ŒUVRE DE LA RESTAURATION DE LA CONTINUITE PISCICOLE POUR LA MONTAISON DE L’ANGUILLE ....15

1. Présentation de l’espèce Anguilla anguilla L. ..................................................................................................... 15 Cycle et mode de vie ..............................................................................................................................................................15 Singularités de l'espèce ..........................................................................................................................................................16 Déclin des populations ...........................................................................................................................................................17 Les causes de la mortalité ......................................................................................................................................................17

2. Le cadre réglementaire ....................................................................................................................................... 19 DCE, SDAGE, LEMA et Grenelle de l'environnement ..............................................................................................................19 Directive Habitats Faune Flore (92/43/CEE) ..........................................................................................................................19 Code de l’environnement (Cenv) ...........................................................................................................................................19 Règlement européen 2007 et Plan de gestion de l’anguille (PGA) ........................................................................................20 STRANAPOMI et PLAGEPOMI .................................................................................................................................................21 Code de l'environnement.......................................................................................................................................................21

3. Les aménagements et leur conception ............................................................................................................... 22 Les aménagements des obstacles estuariens ........................................................................................................................22 Les dispositifs de franchissement ..........................................................................................................................................23 Les autres types d'aménagements .........................................................................................................................................27

4. Coûts et bénéfices des aménagements............................................................................................................... 27

CONCLUSION .............................................................................................................................................................28

BIBLIOGRAPHIE..........................................................................................................................................................30

ANNEXES .............................................................................................................................................................31

RESUME .............................................................................................................................................................41

ABSTRACT ........................................................................................................................................................................ 41 MOTS-CLES ...................................................................................................................................................................... 41



Tables des illustrations

Figures

Figure 1 : Schémas de l’organisation du pôle Milieu Aquatique ....................................................................... 8 Figure 2 : Graphique des missions effectuées en fonction du temps passé ..................................................... 8 Figure 3 : Graphiques des débits de l’Aulne au droit du site de projet ........................................................... 12 Figure 4 : Exemple de profil en long, profils en travers et plan de masse de l’Aulne au droit de l’ouvrage. .. 13 Figure 5 : Larves leptocéphales ....................................................................................................................... 15 Figure 6 : Civelle transparente......................................................................................................................... 15 Figure 7 : Anguillette en reptation .................................................................................................................. 15 Figure 8 : Anguilles jaunes ............................................................................................................................... 15 Figure 9 : Anguille argentée ............................................................................................................................. 16 Figure 10: Civelles en reptation ....................................................................................................................... 16 Figure 11 : Estimation de l'évolution de l'indice de stock en civelles européennes de 1950 à 2010 ............. 17 Figure 12 : Exemple de clapets ........................................................................................................................ 22 Figure 13 : Système SRT développé par l'Environmental Agency, UK ............................................................. 22 Figure 14 : Cale en bois sur une porte à flots .................................................................................................. 22 Figure 15 : Substrat brosse et civelles en reptation ........................................................................................ 23 Figure 16 : Plaque evergreen en béton ........................................................................................................... 23 Figure 17 : Anguille en reptation dans un substrat à macroplots en quinconce............................................. 23 Figure 18 : passe à anguille à substrat végétal sur un barrage du fleuve Saint-Laurent au Québec. ............. 24 Figure 19 : exemples de dispositifs spécifiques pour la montaison de l'anguille ............................................ 25 Figure 20 : exemple de deux seuils à aménager sur le Gardon (projet IRHIC) ................................................ 25 Figure 21: Système d'alimentation d'une échelle à substrat brosse ............................................................... 26 Figure 22: Aménagement d'un débit d'attrait sur une échelle à substrat brosse ........................................... 26

Tableaux

Tableau 1 : Missions effectuées dans le cadre des projets en cours ................................................................ 9 Tableau 2 : Principaux enjeux et contraintes liés aux travaux de restauration des milieux aquatiques ........ 10



Glossaire

AE : Agence de l’Eau (LB : Loire Bretagne ; RMC : Rhône Méditerranée Corse ; SN : Seine-Normandie)

Avalaison (ou Dévalaison) : phase du cycle biologique des poissons migrateurs qui consiste à se déplacer de l’amont vers l’aval, dans le sens du courant des cours d’eau.

AVP : Etude d’avant-projet

BV : Bassin versant, territoire qui draine l’ensemble de ses eaux vers un exutoire commun.

Cenv : Code de l'Environnement

Chenalisation : modification de la morphologie d’un cours d’eau visant à le rendre plus rectiligne et contraindre son écoulement (recalibrage, déviation en bief, curage).

DCE : Directive Cadre sur l’Eau, réforme européenne

DDT : Direction Départementale des Territoires

DLE : dossier loi sur l’eau

Frayère (ou zone de fraie) : fond de cours d’eau localisé et servant à la reproduction et à la ponte des espèces piscicoles. La granulométrie change suivant les espèces (le plus souvent graviers et sables).

GHAAPPE : Groupe d'Hydraulique Appliquée aux Aménagements Piscicoles et à la Protection de l'Environnement (ONEMA)

Hydromorphologie : état physique des cours d’eau : largeur du lit, profondeur, pente, nature et pente des berges, forme des méandres,…

ICES : International Council for the Exploration of the Sea

LEMA : Loi sur l’Eau et les Milieux Aquatiques du 30 décembre 2006

MEDDE : Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie

MES : matières en suspension

MOA : Maîtrise ou Maître d’Ouvrage, entité publique ou privée qui porte un projet.

MOe : Maîtrise ou Maître d’Œuvre, Bureau d’Etude et/ou de Conseil chargé d’effectuer les missions définies par le marché pour le compte du MOA.

Montaison : phase du cycle biologique des poissons migrateurs qui consiste à remonter les cours d’eau à contre-courant, de l’aval vers l’amont.

ONEMA : Office National de l’Environnement et des Milieux Aquatiques

PRO : Etude de projet

Thalassodrome : espèce migratrice qui passe sa période de croissance en eaux douces pour ensuite migrer en mer pour la reproduction. C’est le cas de l’anguille.

UICN : Union Internationale pour la Conservation de la Nature

ZNIEFF : Zone Naturelle d’Intérêt Ecologique, Faunistique et Floristique



Introduction

Des milieux et des hommes

Les milieux aquatiques fournissent des services écologiques aujourd’hui bien reconnus. Les lacs, cours d’eau, marais et zones humides constituent de véritables réservoirs biologiques indispensables au développement de nombreuses espèces. Mais les cours d’eau font également partie du patrimoine humain. Les ruisseaux, rivières et fleuves sont utilisés, depuis des siècles et encore de nos jours, pour de nombreux usages associés à des aménagements, ainsi que pour leur service épurateur.

Les usages sont extrêmement variés et touchent à des domaines très différents (énergie, agriculture, loisir,…). Ils sont source de modification physique des cours d'eau. On peut citer par exemple :

- la chenalisation pour les moulins ;

- les barrages pour l'hydroélectricité ou l'adduction d'eau potable ;

- les gravières pour l’extraction de sédiments ;

- ou bien encore les différents types de seuils pour l’irrigation, les loisirs, l’aquaculture, la mise en sécurité des berges, le maintien des nappes, etc.

Selon le Référentiel des Obstacles aux Ecoulements (ROE, voir en Annexe 1) en 2013, 68 136 obstacles ont été répertoriés en France métropolitaine dans la base de données gérée par l’Office national de l’eau et des milieux aquatiques (ONEMA), sur les 120 000 estimés. Seuls 31 % d’entre eux ont un usage identifié. 13 % n’ont aucun usage avéré et la situation est inconnue pour plus de la moitié des obstacles (56 %).

Tous ces aménagements ont fortement marqué la morphologie des cours d’eau en entrainant la fragmentation des milieux, l'homogénéisation des écoulements et l'assèchement de zones humides (marais, bras morts,…). Ils sont donc à l'origine d'une destruction d’habitats ainsi que d'une rupture des continuités écologiques, piscicole et sédimentaire, et donc d'une érosion de la biodiversité.

Des espèces migratrices en danger

La biodiversité des milieux aquatiques, et plus particulièrement celle des espèces piscicoles, a pourtant une importance primordiale. Les poissons font partie de chaînes trophiques complexes qui lient les milieux aquatiques avec les milieux continentaux. Ils sont également à la base de l'alimentation de nombreuses cultures humaines. En cela, les poissons figurent parmi les éléments permettant d’évaluer la qualité des eaux, et c’est pourquoi ils font l’objet d’une surveillance particulière.

Tous les poissons de cours d'eau se déplacent, au moins à l'échelle de l'habitat pour se nourrir et se reproduire. Les poissons migrateurs ont la particularité de parcourir plusieurs kilomètres, voire centaines ou milliers de kilomètres, pour compléter leur cycle de vie. La migration, qui peut avoir lieu strictement en eau douce ou bien à la fois dans les cours d'eau et en mer, est un besoin vital pour ces espèces.

Depuis la fin du 20ième siècle on a observé un déclin important des espèces amphihalines (qui partagent leur cycle de vie entre la mer et les eaux douces ou saumâtres) telles que le saumon atlantique ou la truite de mer. Selon le MEDDE, si les espèces amphihalines étaient abondantes en France jusqu’au XIXe siècle, la construction d'ouvrages hydrauliques et la pollution chronique des cours d'eau sont responsables d’une régression importante de leurs populations depuis le siècle passé.

La rupture de la continuité piscicole a donc été identifiée comme une des principales causes du déclin des poissons migrateurs amphihalins. L'anguille européenne fait partie de ces espèces en danger qui nécessitent la restauration de voies migratoires pour rétablir leurs niveaux de populations.



L'anguille européenne

L'histoire de l'anguille est originale, puisque jusqu’en 1984 elle était considérée comme nuisible dans les cours d’eau de 1ère catégorie, des pêches de destructions étant parfois organisées sous prétexte qu’elle était soupçonnée de se nourrir du frai des truites et des saumons. Elle revêtait pourtant une importance sur le plan socio-économique : dans les années 1980, plus de 25 000 personnes tiraient un revenu de son exploitation en Europe (Feunteun, 2012).

Aujourd'hui, l'anguille est considérée en danger d'extinction au niveau international. En effet, depuis les années 1980 les populations d'anguille ont chuté de près de 90% (CAMPTON , ONRUBIA, & LEBEL , 2012). Beaucoup de pressions d'origine environnementale et anthropique participent à ce déclin, et notamment la rupture de la continuité piscicole au droit des ouvrages sur les cours d'eau. L'espèce fait donc l'objet de mesures de suivis, d'actions et de gestion.

La restauration de la continuité piscicole

Des solutions techniques doivent être mises en place pour conserver le patrimoine associé à nos cours d’eau, tout en permettant la libre circulation des poissons tels que l'anguille.

Le bureau d'études et de conseil IRH Ingénieur Conseil a récemment développée ses activités vers la maîtrise d'œuvre et l'assistance à maîtrise d'ouvrage pour des projets de restauration des continuités écologiques des cours d’eau, dont la continuité piscicole.

Certains projets ont pour espèce cible l’anguille européenne, et ont pour problématique commune de savoir comment et par quels moyens techniques permettre la montaison des anguilles.

Le pôle milieux Aquatiques d'IRHIC doit donc concevoir et faire aménager des solutions innovantes qui permettront de répondre à cette problématique. En cela, une partie de mon travail a consisté à effectuer une recherche de l'ensemble des données disponibles sur l'anguille et la conception d'aménagements spécifiques à cette espèce.

Ce rapport a donc pour objectif de présenter les missions auxquelles j'ai participé pendant mon stage, et notamment une synthèse des données récoltées sur la conception et le dimensionnement des passes à anguille.



Cadre professionnel

1. Le groupe IRH Environnement

Le groupe IRH Environnement a pour origine l’Institut de Recherches Hydrologiques créé par le Dr Verain en 1953, dont l’activité principale était l’analyse des eaux. En 1996 Yves Bernheim devient PDG d’IRH suite au rachat de l’Institut par deux entreprises (TREDI et ICF Kaiser).

En 2006, le groupe connaît une forte réorganisation des métiers puisque les laboratoires d’analyse sont vendus à l’Institut Pasteur de Lille. Depuis, IRH s’est concentré sur les activités de bureau d’études.

Aujourd’hui, le groupe IRH Environnement est une entreprise indépendante, soutenue par un actionnariat unique (le président, Yves Bernheim) qui comprend deux sociétés opérationnelles :

- IRH Ingénieur Conseil (domaines "eau", "air", "déchets" et "énergie") ;

- ICF Environnement (domaines "sites et sols pollués" et "eaux souterraines")

2. La société IRH Ingénieur Conseil

IRH Ingénieur Conseil est un bureau d’études national qui réunit aujourd’hui plus de 300 collaborateurs sur 18 implantations en France (voir en Annexe 2). L’agence d’Orléans, où j’ai effectué mon stage, compte actuellement 17 salariés (l'organisation est détaillée en Annexe 3).

Les activités de la société s’articulent autour de deux domaines d’études et de conseil :

les aménagements urbains liés à l’eau : assainissement et eau potable, installations et réseaux,

les fluides de l’industrie : lutte contre les pollutions (eau, air) et gestion des ressources (eau, énergie).

Toutefois, le bureau d’études consacre la majeure partie de ses moyens humains et techniques (70% pour l’agence d’Orléans par exemple) sur le petit cycle de l’eau en milieu urbain. Les projets sont de type étude (schémas directeurs d’assainissement, d’eaux pluviales ou d’eau potable) ou de maîtrise d’œuvre (conception de réseaux d’assainissement et/ou d’eaux pluviales, réseaux d’eau potable, stations d’épuration ou de potabilisation, aide à la passation des marchés, suivis de chantiers).

Le pôle innovation d’IRH Ingénieur Conseil est impliqué dans plusieurs projets visant à la gestion et la réduction des pollutions des eaux résiduaires et pluviales. Il participe notamment au projet EPEC (épuration en eaux courantes) cofinancé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR), ayant pour but à la fois d’étudier les phénomènes d’autoépuration des milieux aquatiques naturels, et de les appliquer dans la conception des zones de rejets végétalisés en sortie de stations d’épurations.

Dans la continuité de ces objectifs et dans un souci de développer les missions environnementales, la société a décidé de diversifier ses activités vers des projets liés aux milieux aquatiques, en créant un pôle d’étude et de maîtrise d’œuvre en 2006.

3. Le pôle Milieux Aquatiques

L’activité du pôle se concentre essentiellement sur les études liées aux travaux de rétablissement des continuités écologiques (piscicole et/ou sédimentaire), et à la maîtrise d’œuvre de ces travaux.

L’équipe incluant les intervenants principaux du pôle milieux aquatiques est représenté dans le schéma suivant :



Figure 1 : Schémas de l’organisation du pôle Milieu Aquatique

D’autres chargés d’études sont amenés à participer aux projets en tant que personnes relais, suivant les besoins et la localisation des projets.

En tant que référent milieux aquatiques, Eric Cossardeaux, mon maître de stage, gère les projets du secteur nord-ouest de la France et fourni un soutien technique à d’autres projets localisés sur l’ensemble du territoire.

4. Mes missions au sein de l’entreprise

Sur les 6 mois de stage, j’ai principalement apporté mon soutien à Eric Cossardeaux pour la rédaction des dossiers et des missions techniques dans le cadre des projets en cours, pour la rédaction des offres de marché, et enfin pour des missions annexes en lien avec les travaux de restauration des continuités écologiques.

La répartition globale du temps de travail sur chaque mission est représentée dans le graphique suivant :

Figure 2 : Graphique des missions effectuées en fonction du temps passé

CELLULE Hydraulique – Hydrologie – Transport solide

Pauline BERMOND Eric COSSARDEAUX

CELLULE Géomorphologie – Milieux Aquatiques - Paysage

Cédric DELERIS Eric COSSARDEAUX

RESPONSABLE CONTRACTUEL ET ADMINISTRATIF

Chef d’agence

RESPONSABLES TECHNIQUES – MILIEUX AQUATIQUES

Cédric DELERIS (Responsable national Milieux Aquatiques)

Eric COSSARDEAUX (Chargé de projet Milieux Aquatiques)

CELLULE Etudes réglementaires

Eric COSSARDEAUX

Bénédicte DUPOIRON

CELLULE Génie civil - géotechnique

Vicente CASTELLS

MAITRE D’OUVRAGE

Commune, Syndicat Mixte ou Intercommunal de rivière, PNR, Propriétaires privés,…



Projets en cours

Une grande partie de mon temps a été dédié à l’élaboration des dossiers propres aux missions de marchés publics de travaux. Les projets en cours et les missions auxquels j’ai participé sont donnés dans le tableau suivant :

Tableau 1 : Missions effectuées dans le cadre des projets en cours

Parmi les phases des marchés publics de travaux on distingue les missions suivantes :

Etude Préliminaire (EP) ou Diagnostic (DIA) : un état des lieux partiel ou complet est effectué (études faunistiques, floristiques, hydrauliques, géotechniques, etc…) de manière à définir les usages, contraintes et objectifs associés à un futur projet. Lors de ces missions environnementales, IRH Ingénieur Conseil se charge entre autres éléments de la visite de terrain, de la description technique des ouvrages présents et de l’élaboration du dossier mais sous-traite les missions d’inventaires faunistiques et floristiques, d’investigation géotechniques, etc… Tous les projets auxquels j’ai participé ne contenaient pas cette phase, qui avait été effectuée préalablement par d’autres bureaux d’études.

Etudes d’Avant-Projet (AVP) : c’est le type de mission auquel j’ai dédié environ ¼ de mon stage. La phase d’avant-projet a pour objectifs :

(1) de synthétiser les connaissances acquises lors de la phase précédente ainsi que les résultats d’études complémentaires (topographie, géotechnique, hydraulique) ;

(2) d'analyser les contraintes et enjeux locaux associés au projet (partie essentielle pour la définition du projet, voir le détail des principaux enjeux dans le Tableau 2 page suivante) ;

(3) de redéfinir si nécessaire les objectifs du projet ;

(4) de proposer plusieurs scénarios d’aménagement (plans, coûts et compatibilité avec les contraintes du projet).

J’ai eu l’occasion de participer à une réunion de fin de phase AVP pour le projet de renaturation de l’Aulne. Ce fut pour moi l’occasion de rencontrer les membres du Comité de Pilotage (COPIL) et d’observer le rôle de chacun dans l’élaboration d’un tel projet (étaient présents les représentants du MOA, de l’AESN, de l’ONEMA, du département, de l’IRSTEA, de la commune). Ce type de réunion permet de définir le scénario retenu sur lequel se basera la suite du projet et les possibles modifications à apporter.

Cours d’eau / PROJET

LOCALISATION OBJECTIFS TYPE DE

TRAVAUX MISSIONS

Le Gardon Gard (30)

MOE – Continuité piscicole, Espèce cible : Anguille

Passes à anguille AVP, DLE

La Béthune Seine-

Maritime (76) MOE – Continuité piscicole,

Espèces cibles : Truite et Anguille Passes à poissons

et anguille AVP

L’Eaulne Seine-

Maritime (76) MOE – Continuité piscicole, Espèce cible : Truite Fario

Passe en enrochements

DIG

Etang de Rouffiac Dordogne

(24) MOE – bassin de rétention des MES

et zone humide compensatoire Bassin de vidange DLE

Le Dué et le Narais Eure-et-Loir

(28) MOE – Continuités écologiques,

Espèce cible : Truite Fario Aménagements lit

mineur DLE, ACT

L’Aulne Yvelines

(78) MOE – Renaturation

Renaturation lit mineur

AVP, DLE, PRO

L’Iton Seine-

Maritime (76) MOE – Renaturation

Renaturation lit mineur

PRO

Lac de Sidiailles Cher (18)

Etude – Profil de Baignade - Présentation finale

du profil



ENJEUX Contraintes

Maintien de la

continuité écologique

Cet enjeu englobe l’ensemble des composantes environnementales du cours d’eau qui doivent être prises en compte : hydromorphologie, végétation des berges et du lit, faune associée,… De cet enjeu découle l’objectif principal des aménagements de restauration des continuités écologiques : restaurer et favoriser le passage des espèces migratrices et/ou des sédiments charriés par la rivière au droit des obstacles.

Milieux naturels

Les écosystèmes terrestres et aquatiques présents sur le cours d’eau et ses alentours doivent être préservés. Une attention particulière est faite pour éviter le relargage de matières fines pouvant obstruer les frayères an aval.

Les éventuelles incidences sur les habitats, les espèces et/ou les zones naturelles protégées (telles que les ZNIEFFs et les zones Natura 2000) doivent être évitées au maximum. Dans le cas contraire, et à condition d’obtenir l’accord des services de surveillance, des mesures d’accompagnement ou compensatoires peuvent être mises en œuvre pour compenser les impacts.

Hydraulique

L’enjeu dépend ici des contraintes de chaque projet : les droits ou règlements d’eau doivent être respectés ou modifiés avec accord des propriétaires et/ou usagers.

Cet enjeu est capital, notamment pour la conception des aménagements, puisque celle-ci est effectuée sur la base des débits et hauteurs d'eau estimés au droit des ouvrages.

Qualité des eaux

Les qualités physico-chimique et biologique du cours d’eau et des milieux annexes en amont et en aval doivent être préservées.

Quantité d'eau

Un débit biologique minimum doit être maintenu pour le maintien des espèces et des habitats aquatiques dans le cours d'eau en aval.

Risques naturels

Les éventuels risques doivent être répertoriés (inondations, remontée de nappe, sismicité, retrait/gonflement des argiles, etc.).

Les inondations sont une des contraintes majeures des aménagements des cours d'eau.

L’aléa inondation (modification du lit mineur et/ou majeur) peut être modifié mais en aucun cas le risque inondation (qui dépend des enjeux à proximité du cours d’eau : habitations, risque Seveso, etc.)

Ouvrages d’art

La structure des ponts et autres ouvrages d’art aménagés sur le cours d’eau ne doit pas être mise en péril. Une attention particulière est portée au phénomène d'érosion régressive en cas de modification des hauteurs d'eau.

Patrimoine Les incidences sur les monuments classés et historiques doivent être évitées.

Usages

C'est parfois l'enjeu le plus problématique, car il touche des publics divers (collectivités, entreprises ou riverains), qui ne veulent ou ne peuvent pas modifier ou perdre leur usage.

Tous les usages doivent donc être pris en compte : prélèvement d’eau potable ou pour l’irrigation, réserve incendie, zones de loisirs (baignade, sports nautiques,…), moulin associé à l’ouvrage, droit d’eau, hydroélectricité ou encore effet paysager

Certains usages ne peuvent être modifiés ou supprimés (barrages hydroélectriques, barrages pour la production d'eau potable ou autre). Dans ces cas, un dispositif technique est obligatoire de manière à maintenir à la fois l'usage et la continuité piscicole.

Tableau 2 : Principaux enjeux et contraintes liés aux travaux de restauration des milieux aquatiques



Dossier Loi sur l’eau (DLE) : en application de la loi sur l'eau (article L214-1 et suivants du Cenv) le DLE permet de justifier le projet devant les services de la police de l'eau et de l’environnement (ONEMA, DDT) et de l’Agence de l’Eau du bassin concerné. Suivant l’importance du projet et ses impacts potentiels, le dossier peut être de type Déclaration (seuil bas) ou Autorisation (seuil plus élevé). Les projets soumis à autorisation sont accompagnés d’une enquête publique (participation du public).

Pour cette phase mon travail consistait à présenter un état des lieux du site de projet, puis le projet lui-même et surtout d’évaluer les éventuelles incidences du projet et de proposer les mesures d’accompagnement et/ou compensatoires qui devaient être mises en œuvre pour éviter ou réduire ces incidences.

Déclaration d’Intérêt Général (DIG) : associée au DLE, la DIG est une procédure instituée par la loi sur l’eau de 1992 qui permet à un maître d’ouvrage public d’entreprendre l’étude et l’exécution de travaux visant l’aménagement et la gestion de l’eau sur un terrain privé.

Elle permet notamment d’accéder aux propriétés privées riveraines des cours d’eau ; de faire participer financièrement aux opérations les personnes qui ont rendu les travaux nécessaires ou qui y trouvent intérêt ; de légitimer l’intervention des collectivités publiques sur des propriétés privées avec des fonds publics.

La DIG est accompagnée d’une enquête publique qui permet à tous les riverains d’être informé et de donner leur avis et suggestions sur le projet. J’ai eu l’occasion de rédiger les réponses au commissaire enquêteur suite à l’enquête publique du projet sur l’Eaulne. Cela m’a permis d’appréhender les préoccupations, l’incompréhension ou encore l’opposition des riverains au sujet des projets de restauration de ce type.

Etudes de Projet (PRO) : sur la base du scenario choisi au terme de la phase AVP, l’étude de Projet a pour objectifs de :

(1) confirmer les orientations et enjeux du projet ;

(2) répondre aux éventuelles inconnues qui se seraient présentées pendant les phases précédentes (EP, AVP et/ou DLE) ;

(3) fournir les plans et détails quantitatifs précis du projet ;

(4) donner un chiffrage et un planning estimatifs ;

(5) permettre l’élaboration du cahier des charges pour la phase suivante (ACT).

Assistance Contrat de Travaux (ACT), cette mission se déroule en deux phases :

Il s’agit d’abord d’élaborer un cahier des charges (ou dossier de consultation des entreprises, DCE) qui fixe les dispositions techniques et administratives nécessaires à l'exécution d’un marché ouvert par le MOA (dispositif d’appel d’offres).

La seconde phase consiste à élaborer un rapport d’analyse des offres (RAO) qui permet à la MOe de conseiller le MOA pour le choix de l’entreprise de travaux. Après une phase éventuelle de négociation et après vérification de la conformité des entreprises, la passation du marché peut avoir lieu avec l’entreprise retenue. J’ai eu l’occasion d’analyser une offre pour le projet de restauration sur le Dué et le Narais, et j’ai pu me rendre compte de la difficulté pour le maître d’œuvre d’être sûr que l’entreprise ait bien pris conscience des objectifs et contraintes du projet, et qu’elle respectera les dispositions techniques prévues.

Phases suivantes : études d’exécutions (EXE) ou examen de la conformité au projet des études faites par l’entrepreneur (VISA), direction de l’exécution des contrats de travaux (DET), l’Ordonnancement, le pilotage et la coordination (OPC), l’assistance lors des opérations de réception et pendant la période de garantie de parfait achèvement (AOR).

Ces missions sont relatives à la phase de travaux, c’est-à-dire à la préparation et l’installation du chantier, l’exécution puis l’achèvement des travaux, le repli de chantier et les études de parfait achèvement. Je n’ai pas travaillé sur ces missions car au moment de la rédaction de ce mémoire aucun projet n’avait atteint la phase de travaux.



Aspects techniques

Les études de maîtrise d’œuvre de travaux incluent la conception, le dimensionnement et le dessin en plan du futur aménagement qui viendra s’implanter sur le terrain ou ouvrage actuel.

Le choix de l’aménagement est effectué en prenant en compte tous les facteurs mis en évidence dans les phases d’étude (EP, AVP puis PRO), avec deux impératifs : l’aménagement doit (1) être adapté à (aux) l’espèce(s) cible(s) et (2) être adapté aux enjeux et contraintes du site. Les bases du dimensionnement des ouvrages de rétablissement de la continuité piscicole sont principalement issues de documents techniques comme le guide de conception des passes à poissons de l’ONEMA (Larinier, Porcher, Travade, & Gosset, 1994).

Hydraulique

La première étape consiste à définir les débits et hauteurs d’eau caractéristiques du site de projet, à partir des données mesurées sur site et/ou des données des stations de mesure hydrométrique les plus proches (consultables sur la page HYDRO du site eaufrance.fr). Une estimation des débits au droit du projet est faite en s’appuyant sur la relation de Meyer telle que :

Idéalement, le coefficient de Meyer est calculé à partir des débits de deux stations (amont et aval du site de projet), mais dans la majeure partie des cas seule une station est opérationnelle à proximité du site de projet, le coefficient de Meyer est donc fixé à la valeur de référence pour les débits de crue, soit 0,8.

A

B

Figure 3 : Graphiques des débits de l’Aulne au droit du site de projet

(A- débits moyens mensuels et B- débits classés)

Topographie

L’analyse et le traitement des données acquises lors des études topographiques sont effectués à partir des plans fournis par les géomètres et grâce à des logiciels de CAO (Commande Assistée par Ordinateur) tels qu’Autocad ou Covadis. Mon travail a notamment consisté à dessiner des profils en long et en travers des cours d’eau et des ouvrages (voir exemple ci-après et en Annexe 4). L’objectif est double :

- illustrer l’état initial et mettre en évidence les perturbations de l’ouvrage sur le profil du cours d’eau (effet retenue, accumulations des sédiments, hauteur de chute,…) ;

- dimensionner le projet et le caler en altitude sur le terrain naturel (TN).

Qr : débit en m3/s du bassin versant de référence,

Q : débit en m3/s du bassin versant à évaluer,

Sr : superficie en km2 du bassin versant de référence,

S : superficie en km2 du bassin versant à évaluer,

α : coefficient de Meyer



Figure 4 : Exemple de profil en long, profils en travers et plan de masse de l’Aulne au droit de l’ouvrage.

Emprise des travaux

Dans les projets de renaturation de cours d’eau par aménagement d’un nouveau lit, les outils de CAO permettent également de définir les surfaces à déboiser, les volumes de terre à déplacer (déblais et remblais), les surfaces de végétalisation, etc. Pour estimer avec plus de précisions ces données, j’ai effectué la modélisation en trois dimensions d’un nouveau cours d’eau qui sera aménagé sur l’Aulne (voir en Annexe 5).

Offres de marchés

J’ai également rédigé des réponses à appel d’offres de marchés publics ou privés, mission inhérente au bureau d’études permettant de démarcher de nouveaux projets. Les mémoires techniques se présentent de la forme suivante :

- une présentation brève du site de projet (avec reportage photographique suite à une visite de terrain pour appréhender au mieux le projet) ;

- le contexte et les enjeux qui accompagnent le projet ;

- les stratégies d’aménagement généralement utilisées dans des projets de même type ;

- les compétences et références du bureau d’études ;

- la méthodologie employée pour répondre aux missions ;

- le coût et le planning des missions proposées.

Cette mission m’a permis d’appréhender la difficulté à proposer une prestation de qualité, qui tienne en compte le maximum d’enjeux (pour éviter une estimation à la baisse des coûts et temps passés), et selon les exigences des maîtres d’ouvrages (missions, délais, etc.). L’objectif de rentabilité doit être atteint, malgré la concurrence élevée, de nombreux bureau d’études nationaux ou locaux étant spécialisés dans ce domaine.



Missions annexes

En parallèle aux missions des projets en cours, mon maître de stage m’a demandé d’effectuer plusieurs recherches en lien avec l’ensemble des études :

Recherche bibliographique sur les principaux poissons migrateurs. L’objectif est d’une part d’améliorer nos connaissances sur les espèces cibles pour mieux concevoir les ouvrages, et d’autre part de pouvoir présenter rapidement les espèces cibles et leurs caractéristiques biologiques dans les études de projet et études réglementaires (élaboration de fiches de synthèse, exemple en Annexe 6).

Recherche de données de coût des projets et des éléments de travaux de restauration des milieux aquatiques, de manière à donner un chiffrage estimatif plus précis dans les phases AVP et PRO. Les données recueillies ont été compilées et classées dans un tableur, le but final étant d’élaborer un outil d’aide au chiffrage pour l’ensemble des intervenants du pôle milieux aquatiques.

Recherche bibliographique sur l’anguille européenne (Anguilla anguilla L.) et plus précisément sur :

- son cycle de vie (périodes de migrations, stades de développement) ;

- son écologie (habitats, mode de vie, relations trophiques) ;

- ses capacités de franchissement des obstacles : capacités de nage et de reptation.

- les retours d’expérience des ouvrages de franchissement pour cette espèce.

5. Objectif du stage

Au cours des 6 mois de stage j’ai été confronté à des problématiques liées à la maîtrise d’œuvre des travaux de restauration : dimensionnement, chiffrage, enjeux, incidences, réglementations,...

Plusieurs de ces problématiques, notamment le dimensionnement des ouvrages, sont étroitement liées à l’espèce piscicole ciblée (cycle de vie, capacités de franchissement, exigences en terme de tirant d’eau, de vitesse de courant, etc…).

L’amélioration des connaissances sur les espèces migratrices permet donc de concevoir des aménagements de plus en plus adaptés.

C’est dans ce sens que l’objectif final de mon stage est de définir, à partir des connaissances scientifiques et des retours d’expériences, comment mettre en œuvre des ouvrages de franchissement pour la montaison de l’anguille.

Les résultats pourront être utilisés dans les projets en cours et futurs du pôle milieux aquatiques d’IRH Ingénieur Conseil, sous la forme d'un guide de conception et de dimensionnement des aménagements spécifiques à l'anguille.

La partie suivante de ce mémoire consiste en une synthèse des données récoltées et une réflexion qui permet de répondre à cet objectif.



La mise en œuvre de la restauration de la continuité piscicole pour la montaison de l’Anguille

1. Présentation de l’espèce Anguilla anguilla L.

Cycle et mode de vie

L’anguille d’Europe (Anguilla anguilla L) est l’espèce d’anguille la plus répandue et la plus connue en Europe.

Dans l'état des connaissances actuelles, on considère que les œufs éclosent en profondeur dans la mer des Sargasses (Schmidt, 1922) ou plus à l'est dans l'océan atlantique (Feunteun, 2012). Les stades larvaires (ou leptocéphales, larves communes à tous les anguilliformes) n’ont pas la capacité de nage : ils migrent jusqu’aux côtes européennes en se laissant porter par les courants marins comme le Gulf Stream (mais la durée et les modalités de cette première phase de la migration sont encore mal connues).

A l’approche des côtes d’Afrique du Nord et d’Europe, les larves se transforment en jeunes civelles, d'abord transparentes. Lors de la période de pénétration dans les estuaires, les civelles ont une taille voisine de 70 mm pour un poids moyen de 0,3 grammes.

La première phase de migration depuis les eaux côtières jusqu’aux estuaires est dite portée ou passive, et a lieu d’octobre à mars. Les civelles se laissent porter par les marées montantes puis s’enfoncent dans les vases pendant le jusant.

Au printemps, lorsque les températures s’élèvent à 10-12°C, les civelles acquièrent un comportement de nage active et se dirigent vers l’amont des fleuves et rivières par hydrotropisme (attirance pour l’eau douce) et par rhéotropisme (à contre-courant).

Leurs capacités olfactives sont très développées, ce qui leur permet de choisir certains cours d’eau plutôt que d'autres (les raisons de ce choix sont encore mal connues). Durant cette seconde phase de migration dite nagée ou active, les civelles grandissent, se pigmentent et deviennent des jeunes anguilles (ou anguillettes) dont la taille moyenne est comprise entre 120 et 300 mm.

L'anguillette est caractérisée par un comportement de migration active vers l'amont et de colonisation de l’ensemble des milieux aquatiques continentaux : marais d’abord, puis lorsque la densité d’individus devient trop importante, fleuves, rivières, lacs, et étangs en amont (Feunteun, 2012).

Lorsque les individus atteignent une taille en général supérieure à 300 mm, ils acquièrent une couleur caractéristique des anguilles jaunes, stade caractérisé par une phase de sédentarisation et de croissance. L’anguille jaune peut grandir pendant 3 à 25 ans selon les individus. Seules les femelles grandissent au-delà de 450 mm.

Figure 5 : Larves leptocéphales

Figure 8 : Anguilles jaunes

Figure 6 : Civelle transparente

Figure 7 : Anguillette en reptation

1 mm



Lorsqu’elles ont atteint la taille adulte (de 400 à 750 mm en moyenne et selon le genre), les anguilles jaunes subissent une dernière métamorphose et deviennent des anguilles argentées, individus adultes sexuellement développés. Les facteurs du déterminisme sexuel sont pour le moment inconnus, mais on sait qu’ils sont principalement liés à des paramètres environnementaux et aux densités des populations (Krueger & Oliveira, 1999 in Edeline, 2005). Les individus mâles dominent ainsi les parties inférieures des bassins versants, là où les densités sont les plus importantes, alors que les individus femelles se situent majoritairement dans les parties supérieures en amont, avec des densités de population plus faibles (Melia et al., 2006).

Commence alors la phase de dévalaison, durant laquelle elles ne s’alimentent plus mais puisent dans les réserves stockées. Les argentées regagnent les estuaires en suivant les courants dus aux crues automnales et hivernales, puis traversent l’océan pour rejoindre la mer des Sargasses où a lieu la reproduction (partie de la migration encore partiellement connue). Les géniteurs meurent après la reproduction.

Les anguilles sont donc des migrateurs amphihalins thalassotoques : elles ont besoin de migrer en eaux douces pour se développer puis de retourner en mer pour se reproduire. La restauration de la continuité piscicole au droit des obstacles infranchissables est donc une nécessité pour la protection et la gestion de cette espèce en voie de disparition.

Singularités de l'espèce

Outre son cycle de vie particulier et l'importante migration qu'elle effectue, l'anguille présente des singularités qui en font une espèce particulière, même parmi les poissons migrateurs :

- elle fait preuve d'une plasticité adaptative remarquable, qui lui permet de s'accommoder à une large diversité de conditions environnementales et de coloniser presque tous types de milieux aquatiques, même les plus contraignants (températures de l'eau élevées, faible taux de O2, faibles hauteurs d'eau,…) ;

- elle est capable de respiration cutanée pouvant fournir jusqu'à 2/3 des besoins en oxygène ;

- son corps serpentiforme ne lui permet pas de maintenir des vitesses de nage aussi élevées que les autres poissons. Les valeurs de vitesses maximales communément admises sont de l'ordre de 0,3 à 0,5 m/s pour la civelle (taille comprise entre 6 et 8 cm), et de 1 à 1,5 m/s pour des anguillettes d'une vingtaine de centimètres (Baudoin, et al., 2014). De nombreux obstacles franchissables pour d'autres espèces migratrices ne le seront pas pour l'anguille à cause des vitesses et puissances de courant développées ;

- elle est capable de reptation. On a longtemps surestimé cette habilité et déduit que l'anguille pouvait franchir n'importe quel obstacle. En réalité, tout dépend de la taille des individus et des caractéristiques du substrat. Si l'obstacle à franchir présente une partie humide et rugueuse (présence de mousses par exemple) alors les anguilles profitent des tensions superficielles entre leur corps et la paroi pour "escalader", même des parois verticales. Mais plus la taille de l'anguille augmente, plus la pente franchissable diminue.

L'anguille présente donc des caractéristiques de franchissement particulières, qui entrainent la nécessité d'aménager des dispositifs spécifiques à cette espèce pour faciliter sa montaison.

Figure 10: Civelles en reptation

Figure 9 : Anguille argentée

1 cm



Déclin des populations

Le déclin aurait commencé dès les années 50, époque de la révolution agricole accompagnée de la rectification physique des cours d’eau, du remembrement des parcelles et de l’assèchement des zones humides, autrement dit des modifications profondes et répandues de l'hydromorphologique des cours d’eau, et des destructions d'habitats piscicoles.

La Figure 11 ci-après montre une estimation de l'évolution d'un indice du stock de civelles européennes entre les années 1950 et 2010. Les fluctuations observées jusqu'au milieu des années 1980 amènent à croire que les populations diminuaient mais pouvaient se rétablir. Par contre, aux environs de l'année 1985 et jusqu'en 2010, le déclin est évident et représente près de 90% du stock estimé dans les années 1960-1970.

Figure 11 : Estimation de l'évolution de l'indice de stock en civelles européennes de 1950 à 2010

(d'après Dekker, 2004)

Selon le Plan National de Gestion de l’Anguille (PGA), la situation française confirme le diagnostic européen d’un stock en diminution. Cette diminution est visible à la fois sur le recrutement en civelle (baisse de 8% par an depuis 1980) et sur le stock en place (baisse de 3,4 % par an depuis 1983 sur les stations les plus favorables). La disparition de l’anguille dans les zones les plus septentrionales de l’Europe constitue également une preuve du déclin puisqu'elle atteste d’une diminution progressive de l’aire de répartition (Feunteun, 2012).

En 2007, l’espèce a été ajoutée à l’Annexe II de la Convention sur le commerce international des espèces de faune et de flore sauvages menacées d’extinction (CITES) : l’importation et l’exportation d’anguilles hors de l’Union Européenne sont par conséquent contrôlées par l’élaboration de permis. L'espèce est de plus classée en danger critique d’extinction par l’UICN depuis 2008.

Les causes de la mortalité

Nous l'avons vu, l’état des communautés et des populations piscicoles dépend de l’état de l’écosystème et témoigne des pressions des activités anthropiques. Etant donné l'importance des distances migratoires et le caractère amphihalin de sa migration, l'anguille est soumise à de nombreuses pressions qui touchent l'ensemble de son cycle de vie.

Les principaux facteurs environnementaux qui participent au déclin des populations d'anguille sont :

La prédation : surtout piscicole pour les stades juvéniles en mer et en estuaire, puis aviaire (cormorans, hérons, mouettes) et de mammifères (loutre). Les mortalités dues à la prédation sont difficilement estimables, mais on considère qu'il ne s'agit pas de la cause majeure du déclin.



Le parasitisme : plusieurs parasites ont été décrits chez l'anguille. Le plus étudié est Anguillicola crassus, introduit en Europe en même temps que l'anguille japonaise (Anguilla japonica) dans les années 1980. Ce nématode se développe dans la vessie natatoire de son hôte, organe primordial pour la natation (déplacements verticaux dans la colonne d'eau). Il toucherait au moins la moitié des populations. Des études scientifiques ont démontré que le parasitisme diminue les capacités natatoires des individus touchés, ce qui diminue leurs capacités migratoires et de franchissement des obstacles (Palstra, Heppener, van Ginneken, Székely, & van der Thillart, 2007).

En ce qui concerne les facteurs anthropiques, ils sont plus nombreux et touchent tous les stades :

L'effort de pêche : malgré une réglementation accrue, les pressions de pêche sur les civelles restent très importants (>90%) sur les marais fermés en amont par des barrages, et plus faible (entre 15 et 30%) sur les estuaires ouverts (PGA de la France). La civelle est une denrée rare et chère, et le braconnage permet aux pécheurs professionnels et amateurs d'arrondir leurs revenus. L'effort de pêche touche également les autres stades : anguillettes, anguilles jaunes et argentées.

La diminution et détérioration des habitats : l'évolution des pratiques agricoles au niveau des marais côtiers a entrainé un apport important d'azote et de matières organiques, provoquant une dégradation de la qualité de l'eau, ainsi que l'assèchement de fossés et zones humides, habitats de l'anguille. Au niveau national, la réduction de la largeur de lit des grands fleuves est également un signe de détérioration et disparition d'habitats. A cause des extractions de sédiments, les niveaux d'eau baissent et les bras morts et autres zones annexes se trouvent déconnectés et ne sont plus alimentés qu'en période de crues.

La dégradation de la qualité de l'eau et des sédiments : la présence de produits toxiques produits par l'homme entraine des perturbations des écosystèmes. De par son mode de vie essentiellement benthique (sur ou dans les sédiments), son régime carnassier et son taux élevé de lipides, l'anguille présente des niveaux particulièrement élevés en PCB (PolyChloroBiphenyles) dans ses tissus. Des études écotoxicologiques ont permis d'identifier les effets d'une exposition chronique à ces molécules : développement de cancers et perturbations endocriniennes. L'action conjuguée des PCB et de l'ensemble des produits toxiques d'origine anthropique ont un effet indéniable sur les communautés piscicoles.

Les obstacles à la circulation : la construction d'obstacles qui interdisent la progression vers l’amont ou réduisent le nombre de migrants participent à la régression des espèces amphibiotiques telles que l’Anguille. Le déroulement favorable ou non de la colonisation à partir des estuaires conditionne l’étendue de l’aire de croissance, augmente le stock d’anguilles de chacun des bassins versants et par la même des futurs géniteurs. Ces effets s’additionnent sur l’ensemble du domaine de croissance européenne de l’anguille.

Les turbines des barrages hydroélectriques : en période de dévalaison, les mortalités des anguilles argentées dues au passage par les turbines (ou autres dispositifs pour l'écoulement des eaux) sont élevées (de 60 à 90%). L'ONEMA, en partenariat avec les gestionnaires des grands barrages, étudient des solutions d'évitement et le développement d'hélices ichtyocompatibles.

Le déclin des populations d'anguilles européennes est du à de multiples facteurs environnementaux et anthropiques. Les spécialistes ont longtemps discuté pour savoir quel de ces facteurs était le plus responsable du déclin. Aujourd'hui il semble évident que l'ensemble des pressions agissent en synergie.

Des mesures d'actions et de gestion, ainsi que des changements de pratiques apparaissent donc nécessaires pour éviter la disparition de l'espèce.

La restauration de la continuité piscicole a pour objectif de réduire l'effet des obstacles à la migration, un des principaux facteurs du déclin des populations d'anguille européenne.



2. Le cadre réglementaire

Les travaux de restauration de la continuité piscicole sont assujettis à de nombreux textes législatifs et réglementaires à l’échelle communautaire, nationale et locale :

DCE, SDAGE, LEMA et Grenelle de l'environnement

La Directive Cadre sur l’Eau (DCE) du 23 octobre 2000 (directive 2000/60) a pour objectif la mise en place d’une politique communautaire globale dans le domaine de l’eau. Elle définit un cadre pour la gestion et la protection des eaux par grand bassin hydrographique au plan européen avec une perspective de développement durable. Elle est appliquée par les SDAGE (Schémas Directeurs d'Aménagement et de Gestion des Eaux), outils de gestion et de planification contenant des objectifs environnementaux et notamment des objectifs d’atteinte du bon état écologique avec la restauration des milieux aquatiques.

Selon la DCE, la continuité écologique est une "composante essentielle du bon fonctionnement des écosystèmes", et elle est prise en compte dans le bon état écologique des eaux de surface, un des trois éléments d’évaluation de la qualité des cours d’eau (avec la qualité physico-chimique et la qualité biologique).

La Loi sur l'Eau et les Milieux Aquatiques (LEMA) du 30 décembre 2006 découle des textes européens et des lois qui la précèdent (lois sur l’eau du 16 décembre 1964 et du 3 janvier 1992). Les principales dispositions de la loi sont la création de l’ONEMA (ancien conseil supérieur de la pêche) ; la reconquête de la qualité écologique des cours d’eau (entretient par des méthodes douces, assurance de la continuité écologique et outils juridiques pour protéger les frayères); l'obligation d’un débit minimum imposé au droit des ouvrages hydrauliques et enfin la réforme de l’organisation de la pêche en eau douce.

Parallèlement aux textes précédents, différents projets comme l’établissement de la trame verte et bleue, inscrit aux lois Grenelle 1 et 2 pour l’environnement, et le Plan d’action pour la restauration de la continuité écologique (PARCE) lancé par la circulaire ministérielle du 25 janvier 2010, viennent compléter les dispositions permettant d’atteindre le "bon état" des cours d’eau. Les lois Grenelle prévoyaient notamment l'aménagement de 1200 ouvrages avant 2012, toutefois cet objectif ambitieux n'a pas été respecté et des reports sont mis en place.

Directive Habitats Faune Flore (92/43/CEE)

La directive Habitats vise la conservation de la faune et de la flore sauvages ainsi que leurs habitats naturels au sein de l’Union Européenne. Elle s’appuie pour cela sur un réseau cohérent de sites écologiques protégés, le réseau Natura 2000. Tous les projets d'aménagements ou travaux effectués au sein d'une zone Natura 2000 doivent inclure un dossier d'incidence dans leur Dossier Loi sur l'Eau au titre du Décret n° 2011-966 du 16 août 2011 relatif au régime d'autorisation administrative propre à Natura 2000. Ce dossier permet de contrôler les possibles impacts du projet et exige des mesures compensatoires pour remédier à ces impacts.

Code de l’environnement (Cenv)

En 2006, la LEMA a modifié en plusieurs points le code de l’environnement et notamment l’article L214-17 qui réforme les classements des cours d’eau en deux listes :

- La liste 1, qui concerne les réservoirs biologiques définis par les SDAGE, les cours d'eau en très bon état écologique et les cours d'eau nécessitant une protection complète des poissons migrateurs amphihalins. Elle induit l’interdiction de tout nouvel obstacle aux continuités écologiques et l’obligation de restauration des continuités sur le long terme.



- La liste 2, qui concerne les cours d'eau ou tronçons de cours d'eau nécessitant des actions immédiates de restauration des continuités sédimentaire et piscicole. La délimitation de cette liste répond aux objectifs des SDAGE, du PLAGEPOMI et des volets locaux du PGA (voir ci-après). Tout ouvrage faisant obstacle doit être géré, entretenu et équipé selon des règles définies par l'autorité administrative, en concertation avec le propriétaire, ou à défaut l'exploitant, et ce dans les cinq années suivants la date de parution des listes (d'ici à 2019).

D'autre part, en tant que texte législatif et réglementaire, le Cenv réglemente plusieurs aspects des usages des milieux aquatiques : propriétés, travaux, pêches, etc… et notamment les travaux au sein des cours d'eau. Ainsi, en application de la loi sur l'eau (article L 214-1 et suivants) toute personne (physique ou morale) qui souhaite réaliser une installation, un ouvrage, des travaux ou une activité ayant un impact sur le milieu aquatique doit soumettre son projet au régime de déclaration ou d'autorisation (voir DLE).

La volonté d'améliorer la qualité des milieux aquatiques, transposée dans les textes communautaires et nationaux, justifie la mise en œuvre des projets et travaux de restauration de la continuité piscicole. Les textes législatifs et réglementaires tels que le code de l'environnement, appliqués par les services de la police de l'eau et de l'environnement, gèrent et imposent les modalités nécessaires à la mise en œuvre des travaux de restauration des cours d'eau.

En tant qu'espèce migratrice amphihaline en danger, l'anguille est également sujette à une réglementation à différentes échelles :

Règlement européen 2007 et Plan de gestion de l’anguille (PGA)

Le règlement (CE) n°1100/2007 du conseil européen du 18 septembre 2007 institue des mesures de reconstitution du stock d’anguilles européennes et impose à chaque État membre de soumettre un plan de gestion de sauvegarde de l’espèce. L'objectif principal est de mettre en œuvre des mesures visant à réduire les principaux facteurs de mortalité sur lesquels il est possible d'agir à court terme. Il s'agit par exemple de réduire l'effort de pêche en obligeant la réintroduction d'une partie des anguilles de moins de 12 cm (60% à terme).

Approuvé par la commission européenne le 15 février 2010 et en application du règlement susnommé, le Plan de Gestion Anguille de la France se décompose en un volet national (approche globale) et 9 volets locaux (approche territoriale) gérés par les Comités de Gestion des Poissons Migrateurs (COGEPOMI).

En ce qui concerne la stratégie d'action sur les obstacles à la migration, le PGA de la France s'est orienté vers l'objectif principal du règlement. Il s'agit de réduire sur le long terme l'échappement de 40% des anguilles argentées (par rapport à la biomasse estimée sans l'influence des facteurs anthropiques). Pour cela, le PGA a identifié 1555 ouvrages prioritaires à aménager de manière à ré-ouvrir des axes migratoires pour la dévalaison. En ce qui concerne les obstacles à la montaison, et malgré la prise en compte du caractère particulièrement impactant des ouvrages estuariens, le PGA n'envisage pas d'actions supplémentaires en plus de celles prévues par le classement des cours d'eau (voir Cenv plus haut).

Les PGA locaux présentent une description des habitats de l'anguille (unités de gestion), un état des lieux du bassin hydrographique (populations, pêcheries et habitats), le repeuplement passé et celui à envisager pour respecter le règlement européen, et finalement les mesures prises à l'échelle du bassin pour respecter les objectifs du règlement.



STRANAPOMI et PLAGEPOMI

La France s’est engagée, via de nombreuses conventions communautaires et internationales, dans la protection et la gestion des espèces amphihalines à l’échelle internationale. Cet engagement s’est traduit en 2010 par l’adoption de la STRAtégie NAtionale de gestion pour les POissons MIgrateurs (STRANAPOMI), qui vise à préserver et restaurer les principales espèces amphihalines en s’efforçant de concilier ses actions avec les activités économiques associées.

La stratégie nationale est mise en œuvre au niveau des grands bassins par les PLAns de GEstion des POissons MIgrateurs (PLAGEPOMI). En application du décret n° 94-157 du 16 février 1994, les plans de gestion doivent proposer pour les poissons migrateurs un cadre juridique et technique concernant entre autres "les mesures utiles à la reproduction, au développement, à la conservation et à la circulation des poissons".

Code de l'environnement

Aujourd'hui les modalités de pêche et de gestion des ressources piscicoles en eau douce sont définies au titre III du livre IV du Code de l’Environnement.

Ce décret est complété par une série d’arrêtés qui le rendent opérationnel. Pour la pêche, 3 arrêtés ont déjà été publiés :

- Arrêté du 22 octobre 2010 relatif aux obligations de déclaration des captures d’anguille européenne par les pêcheurs en eau douce ;

- Arrêté du 4 octobre 2010 relatif à la mise en place d’autorisations de pêche de l’anguille en eau douce ;

- Arrêté du 29 septembre 2010 relatif aux dates de pêche de l’anguille européenne.

Les textes communautaires et nationaux visent à protéger l'anguille européenne et reconstituer les stocks au moyen de mesures d'actions et de gestion. Il s'agit principalement d'étudier l'espèce et l'état des populations puis de réduire les pressions anthropiques sur lesquelles une action est possible à court ou moyen terme. Les principales mesures visent la réduction de l'effort de pêche à tous les stades et le rétablissement de la continuité piscicole pour les adultes en dévalaison.



3. Les aménagements et leur conception

Les projets du pôle Milieux Aquatiques d'IRH Ingénieur Conseil qui incluent l'anguille comme espèce cible et auxquels j'ai participé son ceux de la Béthune, du Gardon et de l'Aulne. Lorsque les enjeux liés à un projet ne permettent pas la suppression de l'obstacle ou la renaturation du cours d'eau, des dispositifs spécifiques à l'anguille doivent être conçus (cas des projets de la Béthune et du Gardon).

Les aménagements des obstacles estuariens

Pendant mon stage je n'ai participé à aucun projet d'aménagement ou de gestion d'obstacle à la montaison dans les milieux estuariens ou marais côtiers. Il convient toutefois de mentionner les aménagements possibles sur ces ouvrages puisqu'ils impactent les premières phases de la migration anadrome de l'anguille, et donc sa répartition au sein des bassins versants.

Les obstacles estuariens peuvent être de type clapet (Figure 12 ci-contre), portes à flots ou vannes. Ils restent ouverts à marée basse pour laisser le cours d'eau se jeter en mer, puis se ferment à marée montante. Hors c’est à ce moment que les jeunes civelles en migration passive profitent des courants ascendants pour migrer vers les eaux douces. L'impact sur la montaison de l’anguille induit un retard de migration et une accumulation voire une mortalité élevée de civelles à l’entrée des estuaires.

Souvent, ces obstacles sont liés à de nombreuses contraintes sur les territoires amont (agriculture, pêche, chasse,…) qui se traduisent le plus souvent par une volonté des gestionnaires de limiter les entrées d’eau salées. L'aménagement doit donc permettre le passage d'un maximum d'individus en un minimum de volume.

C'est dans cet objectif que des clapets ont été équipés avec des systèmes permettant l'entrée d'eau entre les pics de marrées (par exemple Figure 13 ci-contre).

Des études de l'ONEMA ont également permis de mettre en évidence plusieurs mesures simples qui améliorent le passage des civelles :

- Pour les portes à flots et les clapets, une simple cale en bois permet d'empêcher la fermeture complète de l'ouvrage et laisse donc les civelles passer avec une partie de la marée.

- Pour les vannes, une gestion par sousverse permet également le passage d'un plus grand nombre de civelles, et n'induit pas un retard de migration comme la gestion par surverse.

Dans les deux cas, les entrées d'eaux salées et de matières en suspension sont importantes, les mesures de gestion doivent être prises en commun avec l'ensemble des usagers en amont pour

qu'une solution liant usages et migration puisse être mise en place.

Les premiers obstacles à la migration, en empêchant l'eau de mer de rentrer dans les marais et estuaires, diminuent considérablement le recrutement en civelles et en futurs géniteurs. Les aménagements et/ou mesures de gestion permettent le passage des civelles mais augmentent les entrées d'eau de mer. Chaque obstacle doit donc être aménagé en collaboration avec les gestionnaires de manière à permettre la montaison tout en préservant les usages.

Figure 12 : Exemple de clapets

Figure 13 : Système SRT développé par l'Environmental Agency, UK

Figure 14 : Cale en bois sur une porte à flots



Les dispositifs de franchissement

Les éléments techniques de conception et de dimensionnement qui vont suivre sont déduis :

- des éléments de dimensionnement basiques de guides techniques édités par les organismes spécialisés (ONEMA, Agences de l'eau, Associations de poissons migrateurs, Environment Agency of UK, etc.),

- des retours d'expériences d'aménagements déjà mis en place ;

- des recherches scientifiques récentes ;

- des études menées par le pôle Milieux Aquatiques d'IRH Ingénieur Conseil.

A/ LES SUBSTRATS SPECIFIQUES POUR LA MONTAISON DE L'ANGUILLE

Les dispositifs techniques développés actuellement sont munis de substrats spéciaux ayant pour but de réduire les vitesses de courant, et de pourvoir un milieu favorable à la reptation des anguilles :

Le substrat brosse

Le substrat "brosse", dont les tiges sont faites de fibres synthétiques ou végétales, convient particulièrement aux civelles. Différents écartements entre les fibres permettent de faciliter le passage d'individus de tailles différentes.

Les avantages du substrat brosse sont la mise en œuvre aisée, la possibilité de les installer pratiquement partout (fixé contre un mur ou maintenu grâce à une charpente métallique) et le faible coût d'installation.

Ses principaux inconvénients sont la fragilité du substrat face à des débits liquides et/ou solides importants, l'accumulation rapide d'embâcles (feuilles, brindilles, branches et autres débris provenant de l'amont) et donc le besoin d'un entretien régulier.

Le substrat à macroplots

Le substrat à macroplot a été développé pour pallier à la faible résistance du substrat brosse. Les premières plaques à macroplots utilisées sont des dalles "evergreen" en béton initialement conçues pour la création de parkings enherbés (Figure 16 ci-contre).

Aujourd'hui des substrats spécifiques existent, dont les plots sont disposés en quinconce, configuration qui a démontré être plus efficace puisqu'offrant de meilleurs appuis (ONEMA, 2014).

L'écartement entre les plots est plus adapté aux anguillettes, dont la taille moyenne est supérieure à 80~100 mm.

Ce type de substrat est moins sensible aux embâcles et beaucoup plus résistant, il nécessite donc un entretient occasionnel (après chaque période de crue ou en cas de développement de végétation). Dans le cas des cours d'eau à fort charriage, des dalles en composés synthétiques ont été développées par EDF, en partenariat avec l'Onema-GHAAPPE, de manière à augmenter leur durée de vie face aux chocs des blocs transportés par le cours d'eau.

Figure 15 : Substrat brosse et civelles en reptation

Figure 16 : Plaque evergreen en béton

Figure 17 : Anguille en reptation dans un substrat à macroplots en quinconce

10 cm

1 cm



Des substrats "rustiques" sont également utilisés dans d'autres pays. Le concept consiste à utiliser des mousses ou d'autres types de végétation adaptés aux conditions de la passe (courants d'eau). Très peu de retours sont disponibles sur ces substrats quant à leur efficacité et leurs besoins en termes d'entretien.

Figure 18 : passe à anguille à substrat végétal sur un barrage du fleuve Saint-Laurent au Québec. (d'après l'Environmental Agency, UK, 2004).

B/ LES DISPOSITIFS DOIVENT ETRE CONÇUS EN FONCTION DES CARACTERISTIQUES DE L'OBSTACLE, DU COURS D'EAU…

L'effet des obstacles sur la montaison de l'anguille peut être très différent suivant :

- l'obstacle : fonction, dimensions, localisation sur le bassin versant,… ;

- les caractéristiques du cours d'eau : débits, qualité, état des berges,… ;

- les enjeux associés (voir Tableau 2 page 10).

La première étape de l'aménagement consiste donc à définir au mieux l'obstacle et sa classe de franchissabilité. Pour cela, on peut se référer au protocole ICE de l'ONEMA publié en juillet 2014 (Baudoin, et al., 2014). La classe de franchissabilité nous renseigne sur la nécessité d'une simple mesure de gestion ou de la mise en œuvre d'un dispositif particulier pour permettre la montaison.

L'étape suivante consiste à choisir le type de passe à anguille à installer. Les différents types d'obstacles peuvent être classés en groupes, auxquels on peut proposer un type d'aménagement plus adapté. Ce classement ne saurait englober tous les cas possibles et peut admettre des exceptions.

Type d'obstacle

Caractéristiques générale Aménagement

conseillé

Les grands barrages

Hauteur ≥ 5m ; Parement vertical ou quasi-vertical ;

Largeur sur la totalité du lit mineur ou plus Echelle1

Les ouvrages routiers,

autoroutiers et ferroviaires

Longueur >> Hauteur de chute d'eau

Cours d'eau canalisé (diminution de la largeur du lit mineur augmentation des vitesses de courant)

Très souvent, chute d'eau à la sortie en aval (aménagement indépendant)

Rampe2

Les seuils en rivière

Longueur et hauteur très variables

Peuvent être munis de vannes, clapets ou autres dispositifs de régulation des débits.

Parement vertical

ou quasi vertical

Hauteur >> Longueur

Echelle1

Parement incliné

ou mixte

Hauteur ≤ Longueur

Rampe2

Tableau 3 : type de dispositif en fonction du type d'obstacle

1 Les "échelles" conviennent mieux aux civelles. Elles sont souvent accompagnées d'un système de capture et/ou de comptage pour le suivi des populations et de la fiabilité du dispositif.

2 Les "rampes" sont les passes à anguille les plus communes. Elles peuvent être à substrat brosse ou à macroplots (voir exemples ci-après en Figure 19).



A

B

C

Figure 19 : exemples de dispositifs spécifiques pour la montaison de l'anguille

A : Echelle à substrat brosse ; B rampe à substrat brosse et C rampe à macroplots

Il s'agit ensuite de définir les dimensions du dispositif. Pour cela, les éléments à prendre en compte sont les suivants :

Implantation générale : Les dispositifs doivent être situés le plus en amont possible du cours d'eau par rapport à l'obstacle, et seront d'autant plus efficaces s'ils sont implantés en lisière des appels d’eau, dans une zone peu perturbée hydrauliquement. L'implantation en bordure du cours d'eau est généralement privilégiée pour faciliter l'accès pour l'entretien. La Figure 20 ci-dessous montre l'implantation de deux futures rampes sur deux seuils du Gardon (voir également en Annexe 4) :

Seuil de Cassagnoles Seuil de Saint Chaptes

La rampe sera installée en rive droite du seuil, proche de l'appel d'eau créé par les vannages. En période d'étiage sévère, c'est par là que coule la quasi-totalité du cours d'eau.

Ici la disposition du seuil en V ne permet pas l'implantation de la passe sur une rive. Pour être en amont du seuil, la rampe à macroplots sera construite à l'emplacement de la passe actuelle.

Figure 20 : exemple de deux seuils à aménager sur le Gardon (projet IRHIC)

Entrée et sortie : La partie aval du dispositif doit être implantée au plus bas du cours d'eau, de préférence contre le fond du lit. L'objectif est d'éviter une chute d'eau à l'entrée de la passe en cas d'étiage sévère (perte de la fonctionnalité). En amont, une descente vers le fond du lit permet de faciliter la sortie des anguilles.

Pour les échelles à substrat brosse la sortie peut guider les anguilles vers un bac de piégeage, dans le cas d'ouvrages trop importants en hauteur, ou pour des objectifs de suivis. Le personnel en charge de l'ouvrage se charge ensuite de transporter les migrants vers l'amont de l'ouvrage.

Le Gardon

Le Gardon

Localisation de l'implantation des nouvelles passes



Pendage : pour compenser les variations de hauteurs d'eau en amont, le dispositif doit être installé avec un pendage latéral maximum de 45° pour le substrat brosse et de 25 à 30° pour le substrat à macroplot. Cela permet qu'au moins une partie du dispositif soit toujours fourni en eau. Sinon, un pompage est nécessaire pour alimenter la passe depuis l'amont (voir Figure 21, d'après (Carry & Travade, 2009).

Longueur : en fonction de la hauteur à franchir, un compromis doit être fait entre longueur et pente longitudinale. Si l'obstacle à franchir est particulièrement long (>20m), prévoir un bassin de repos. Il faut également prendre en compte que la sortie de la passe en amont doit être implantée le plus loin possible de l'obstacle pour éviter que les migrants soient emportés vers l'aval.

* Des études récentes de l'ONEMA ont démontré que les échelles longues sont plus efficaces si elles disposent d'un bassin de non-retour proche de la partie aval de la passe, obligeant les individus à remonter jusqu'à l'amont du dispositif.

Elément supérieur : une grille ou un filet sont fortement conseillés pour éviter la prédation sur les échelles où la lame d’eau passant par la passe est faible. Dans les zones urbaines éclairées, un toit peut faciliter l’attrait à la passe puisque l'anguille a généralement un comportement lucifuge et migre la nuit ou dans les zones sombres des cours d’eau.

C/ … ET TENIR COMPTE DES BESOINS DE L'ANGUILLE

Vitesses de courant et tirant d'eau : de par les faibles capacités natatoires des jeunes individus, les dispositifs visent la reptation. Les vitesses de courant et tirants d'eau doivent être très faibles sur au moins une partie de la passe.

Pour les échelles, le débit fournit en amont doit correspondre à un tirant d'eau ≈ 2 cm et des vitesses inférieures à 30 cm/s.

Pour les rampes, le pendage latéral permet qu'une partie du substrat soit faiblement immergé. La rampe ne doit pas être implantée là où les vitesses de courant du cours d'eau sont les plus importantes mais en lisière pour profiter des appels d'eau (voir suivant).

Débit d'appel : plusieurs études ont démontré l'attrait des pics de débits sur les individus en migration anadrome. Si le dispositif ne présente pas de débits significatifs à sa sortie, et notamment sur les "échelles", l'installation d'un débit d'appel (avec ou sans pompage) à la base du dispositif permet d'améliorer l'attractivité de la passe (voir Figure 22 ci-contre, passe sur la Vendée).

Pente : elle doit être au maximum de 45°. Toutefois, la capacité de reptation diminuant avec l'âge et la taille des individus, la pente doit être plus faible pour les obstacles en amont des cours d'eau.

Rugosité : les anguilles peuvent franchir des seuils naturels ou artificiels à condition que la lame d’eau et les débits soient faibles et que la surface soit rugueuse. La présence de mousses ou autres végétaux facilitent la reptation.

Figure 21 : Système d'alimentation d'une échelle à substrat brosse

Figure 22 : Aménagement d'un débit d'attrait sur une échelle à substrat brosse



Les autres types d'aménagements

Malgré les exigences spécifiques de l'anguille, certains aménagements pour d’autres espèces cibles peuvent également être fonctionnels pour l’anguille dans certaines conditions : substrats rugueux et/ou conditions hydrauliques optimales.

Les dispositifs dits "rustiques" : tels que les passes en enrochement et les rivières de contournement peuvent favoriser la reptation si elles possèdent au moins une partie avec (1) un substrat rugueux, (2) des hauteurs d’eau faible et (3) des vitesses de courant faibles.

Les passes à bassins successifs : dans des conditions hydrauliques de faible intensité, et en absence de chute d’eau, les échancrures au fond des passes à bassins successifs peuvent également permettre le passage des anguillettes et anguilles jaunes (individus ayant des capacités de nage plus élevées que les civelles), qui profitent des vitesses limites plus faible au contact du substrat. La présence d’enrochements, de végétation voire même de substrat adapté (brosse ou macroplot) au fond des bassins accentue cet effet bénéfique sur la montaison. Dans des conditions de débits plus élevés, les puissances développées dans les bassins sont généralement trop élevées et l’anguille ne peut traverser le dispositif.

4. Coûts et bénéfices des aménagements

Le coût des passes pour la montaison de l'anguille dépend de nombreux critères comme la structure de l’obstacle, la pente de la rampe, sa longueur et l'emprise totale des travaux. Les dispositifs de franchissement en général ainsi que l'obstacle sur lequel ils sont implantés nécessitent un entretien régulier et non négligeable. De plus, des facteurs non quantifiables peuvent intervenir dans la variation des coûts du projet : le contexte économique et la conjoncture socio-économique, le coût du marché des matériaux, la concurrence existante, les accords techniques ou économiques passés entre les différents acteurs de chantier…

Lors de mes recherches, je me suis aperçu que les données existantes de coûts des aménagements sont très peu disponibles, entre autres raisons car les maîtres d’ouvrage ne souhaitent pas toujours transmettre les données pour des raisons juridiques ou morales (confidentialité, marchés en cours, travaux non terminés, etc.).

En conclusion, il est très difficile de fournir un ordre de prix des passes à anguilles. Un plus grand nombre de retours d'expérience et de compilations de données par les financeurs (Agences de l'Eau, collectivités territoriales) sont nécessaires pour donner une bonne estimation.

Pour information, l'AESN donne une fourchette de prix pour toutes les passes à poisson confondues : entre 15 000 et 30 000 € par mètre de chute pour des obstacles dont la hauteur est inférieure à 5 mètres.

Les bénéfices des passes à anguille ne sont mesurables que par l'effet direct d'amélioration de la pêche et des revenus des pécheurs. Les autres effets ne sont pas visibles à travers des effets de marché car il s’agit de biens environnementaux non-marchands (= services écologiques rendus sur le long terme).

Il faut tenir en compte que l'effacement d'un ouvrage peut avoir un coût équivalent ou inférieur à l'aménagement d'une passe. De plus il évite les coûts d'entretien et amène des bénéfices environnementaux plus importants (restauration du cours d'eau).

Les dispositifs techniques ne sont strictement nécessaires que lorsque les enjeux ne permettent pas l'effacement. Leur coût doit être justifié au regard des enjeux : maintien de l'usage et rétablissement de la continuité piscicole.



Conclusion

L'état des connaissances et le suivi de l'anguille européenne a permis de mettre en évidence que le déclin de ses populations est du à de nombreuses pressions agissant en synergie.

Les politiques communautaires et nationales visent le rétablissement du stock d'anguilles en tentant de diminuer les pressions sur lesquelles des actions sont possibles à court terme. La restauration de la continuité piscicole fait partie de ces mesures nécessaires. Elle a pour objectif de rouvrir les axes migratoires et ainsi augmenter l'aire de répartition de l'anguille. Une plus grande surface de milieux colonisés permettra entre autre de réduire la compétition dans les milieux en aval des cours d'eau.

Les jeunes anguilles migrantes (civelles et anguillettes) présentent des capacités de nage réduites mais sont capables de reptation. Le rétablissement de la montaison de l'anguille peut donc être atteint grâce aux dispositifs spécifiques munis de substrats rugueux et offrant des points d'appui pour le franchissement.

En l'état actuel des connaissances, la synthèse effectuée permet de définir les principales caractéristiques pour que la passe soit fonctionnelle et efficace :

Caractéristiques de la passe Optimum Maximum

Implantation aval En amont de l'obstacle

et près des appels d'eau -

Implantation amont Le plus loin possible de l'obstacle -

Vitesses de courant 0,1 m/s 0,3 m/s pour les civelles

1 m/s pour les anguillettes

Tirant d'eau ≈ 2 cm Illimité si vitesses de courant

faibles

Pente Si présence d'anguillettes,

pente plus faible conseillée 45°

Pendage latéral 10 à 20° 45° pour substrat brosse

30° pour substrat à macroplots

Longueur < 10 ml 20 ml

ou présence d'un bassin de repos

Tableau 4 : Caractéristiques optimales et maximales pour le passage des anguilles

Par contre, étant donnée la grande diversité de chaque obstacle et des enjeux de chaque projet, mes recherches n'ont pour le moment pas permis de fournir un arbre décisionnel et fonctionnel précis qui fournirait une aide à la décision quant à l'aménagement de l'ouvrage. Le choix du dispositif doit donc ce faire au cas par cas en tenant compte de l'ensemble des enjeux du projet et des caractéristiques de l'obstacle.

Ce stage et cette étude sur l’anguille m’ont permis d'apprendre beaucoup sur la mise en pratique possible des connaissances théoriques dans la mise en œuvre de projets concrets. J'ai pu mettre à profit les connaissances acquises pendant mon cursus : hydraulique des ouvrages, notions de bassin versant, écologie des espèces et des milieux aquatiques, etc.



D'après les premiers retours d'expérience, l'ouverture des axes migratoires par la construction de passes à anguilles est indéniablement efficace. Ces dispositifs permettent de restaurer significativement les populations en place, mais à la condition que les recrutements naturels se poursuivent. En effet, les efforts auront peu de résultats si les individus sont malades et voués à mourir avant de se reproduire. C'est dans ce contexte qu'il semble nécessaire de continuer les recherches sur le cycle de vie de l'espèce ainsi que sur le parasite A. Crassus. Le suivi des taux d'individus touchés et la mortalité induite sont très importants au regard des plans de gestion.

Le renouvellement du stock global d'anguille ne pourra donc être obtenu qu'avec la mise en œuvre seule de la restauration de la continuité piscicole, mais bien par un ensemble d'actions conjuguées de lutte contre tous les facteurs de mortalité de l'espèce. En entendant, espérons que les mesures prises aujourd'hui permettront de sauvegarder l'espèce dans les années à venir.



Bibliographie

AESN. (2007). Manuel de restauration hydromorphologique des cours d'eau.

Baran, P., & Basilico, L. (2011). Plan de sauvegarde de l'anguille ; Quelles solutions pour optimiser la conception et la gestion des ouvrages? Paris: Les rencontres de l'ONEMA, Synthèse de séminaire.

Baudoin, J.-M., Burgun, V., Chanseau, M., Larinier, M., Ovidio, M., Sremski, W., . . . Voegtle, B. (2014). Informations sur la continuité Ecologique - ICE, Evaluer le franchissement des obstacles par les poissons, Principes et méthodes. Rapport ONEMA et MEDDE.

Bouchard, A. (2011, janvier). Nos moulins, énergie du passé... ressources du futur. Moulins de France FFAM (Fédération Française des Associations de suvegarde des Moulins).

Bouron, D. (2007). Les passes à anguille sur le département de la Vendée : suivi de la migration anadrome de l'anguille et réflexion pour l'amélioration de la montaison. Saint-Malo: Fédération nationale de pêche.

CAMPTON , P., ONRUBIA, V., & LEBEL , I. (2012). Étude des conditions de migration anadrome de l’Anguille (Anguilla anguilla) sur les fleuves côtiers méditerranéens. ONEMA - Association Migrateurs Rhône Méditerrannée - Fédération Nationale de Pêche.

Carry, L., & Travade, F. (2009). L’adaptation au franchissement des grands barrages pour les jeunes stades d'anguilles. MIGADO et EDF R&D.

Chanseau, M. (2006). Solutions techniques à la montaison. Journée d’information pour la restauration de la continuité écologique des cours d'eau. Adour Garonne: ONEMA.

Dekker, W. (2004). Slipping through our hands, Population dynamics of the European eels.

DILA - Direction de l’information légale et administrative. (2014). Marchés publics. Récupéré sur Service public: http://vosdroits.service-public.fr/professionnels-entreprises/N16369.xhtml

Feunteun, E. (2012). Le rêve de l'anguille. Paris: Buchet Chastel Ecologie.

Fontaine Y.A. (2001). Les Anguilles et les Hommes. Odile Jacob, 224 pages.

Adam, G., Feunteun, E., Prouzet, V. et Rigaud, C. (2008) L'anguille européenne, indicateurs d'abondance et de colonisation, coord. Editions Quae

Larinier, M., Porcher, J., Travade, F., & Gosset, C. (1994). Expertise et conception des passes à poisson. ONEMA.

Melia et al, (2006). Sex differentiation of the European eel in brackish and freshwater environments: a comparative analysis. Journal of Fish Biology, Vol. 69 Issue 4, p1228-1235.

Oliveira & Kenneth (1999). Evidence for environmental sex determination in the American eel, Anguilla rostrata. Environmental Biology of Fishes; Aug1999, Vol. 55 Issue 4, p381-389.

ONEMA. (2013). La règlementation (décret et arrêtés) relative à la pêche de l’anguille. Récupéré sur http://www.onema.fr/regles-peche-anguille

Palstra, A., Heppener, D., van Ginneken, V., Székely, C., & van der Thillart, G. (2007). Swimming performance of silver eels is severely impaired by the swim-bladder parasite Anguillicola crassus. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 352, 244-256.

Schmidt, J. (1922) The breeding places of the eel. Phil. Trans. R. Soc. Lond. Nature B 211, 179–208.

SIE, Système d'Information sur l'Eau. (2014). Banque HYDRO. Récupéré sur www.hydro.eaufrance.fr

SJÖBERG, N. B. et al., (2009) Effects of the swimbladder parasite Anguillicola crassus on the migration of European silver eels Anguilla anguilla in the Baltic Sea. Journal of Fish Biology., Vol. 74 Issue 9, p2158-2170.

Lilian Delahayes Master 2 SGE option SAGE - Mémoire de stage professionnel


Annexes

ANNEXE 1 REFERENTIEL DES OBSTACLES AUX ECOULEMENTS (ROE) .....................................................................32

ANNEXE 2 ORGANIGRAMME ET IMPLANTATIONS DU GROUPE IRH ET DE LA SOCIETE IRH INGENIEUR CONSEIL...33

ANNEXE 3 ORGANISATION DE L’AGENCE IRH INGENIEUR CONSEIL D’ORLEANS DE MARS A SEPTEMBRE 2014 .....34

ANNEXE 4 PLANS DE MASSE ET PROFILS DES PROJETS EN COURS .........................................................................35

ANNEXE 5 PLANS DU PROJET DE RENATURATION DU LIT DE L’AULNE ET SYNTHESE DE LA MODELISATION 3D ....38

ANNEXE 6 FICHE DE SYNTHESE SUR L’ANGUILLE EUROPEENNE (ANGUILLA ANGUILLA L) ......................................39

ANNEXE 7 ETUDE SUR LES FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX INFLUANT SUR LA MONTAISON DES CIVELLES ........40



Annexe 1 Référentiel des Obstacles aux Ecoulements (ROE)

Légende :

Le ROE centralise les données récoltées par les différents partenaires de l’eau : Ministère de l’Ecologie, Agences de l’eau, services déconcentrés de l’Etat, établissements publics territoriaux de bassin, organismes de recherche, Voies navigables de France ou encore EDF.

Il fournit pour chaque ouvrage son code national unique, sa localisation, sa typologie, etc…

Carte du Référentiel des Obstacles aux Ecoulements en France métropolitaine.

Source : ONEMA et SANDRE (Service d’Administration Nationale des Données et Référentiels sur l’Eau)

Echelle : 1/4 500 000ème



Annexe 2 Organigramme et implantations du groupe IRH et de la société IRH Ingénieur Conseil

Qualité

Services Support Groupe (Gennevilliers et Nancy)

Filiales Opérationnelles

100 salariés, 12 agences

290 salariés, 19 agences

Directions Groupe

Président (et unique actionnaire)

Yves Bernheim

Marketing Communication

Sécurité

Directeur Général Adjoint

Henri Xavier Humbel

DRH

Anne Champetier

DAF

François Schweiger

Directeur Général

Yves Bernheim

Directeur Général

Gérard Marceau

Bureau d’Etude Central

Jean-Christian Beaumont

Innovation

Xavier Humbel

Etudes : Diagnostics, Audits, Etudes d’impact, Schémas directeurs, Assistance technique

Métrologie

Activités principales

Collectivités Industries

Implantations nationales

Maîtrise d’Œuvre : Assistance à Maîtrise d’Ouvrage, Assainissement, Eau Potable, Installations et réseaux

Prélèvements, Mesures, Conseil : Prélèvements et mesures Eau, Air, installations industrielles et publiques

Milieux Aquatiques



Annexe 3 Organisation de l’agence IRH Ingénieur Conseil d’Orléans de mars à septembre 2014

Jean François Schaeffer

RESPONSABLE D'AGENCE

SECRETARIAT

Cécile Esteves Secrétaire

Sarah Da Silva Stagiaire

METROLOGIE

David Poulin Responsable

Mesures et Conseil

Corentin Alamichel Technicien d'Etudes

MILIEUX AQUATIQUES

Eric Cossardeaux Charge d'Etudes

Lilian Delahayes Stagiaire

MAITRISE D’ŒUVRE

Rémy Mathé Chargé d'Affaires

Alexandre Sailer Chargé d'Etudes

Béatrice Corbel Gallais Chargée d'Etudes

Tiffany Da Silva Chargée d'Etudes

Jonathan Sivera Chargé d'Etudes

Maeva Gueguen Chargée d'Etudes

ETUDES ASSAINISSEMENT

Valérie Laumonier Chargée d'Etudes

Remi Dupont Chargé d'Etudes

Baptiste Segret Stagiaire

Mathieu Bobillo Technicien

Rimbert Didier Technicien

Robin Johanet Technicien Apprenti

ETUDES EAU POTABLE

Vincent Moret Technicien Supérieur

Agence d’Orléans



Annexe 4 Plans de masse et profils des projets en cours

Projet sur la Béthune

Photographie du seuil actuel Localisation du seuil

Plan de masse et vue de profil du projet au stade AVP



Projet sur le Gardon : Seuil de Cassagnoles


Plan de masse du projet au stade AVP

Profil en long de la future passe



Projet sur le Gardon : Seuil de Saint-Chaptes


Plan de masse du projet au stade AVP

Profil en long de la future passe



Annexe 5 Plans du projet de renaturation du lit de l’Aulne et synthèse de la modélisation 3D

Plan de masse du futur lit de l'Aulne au stade PRO

Représentation du modèle numérique de terrain (MNT) et du nouveau lit en trois dimensions(vue de l'Est)

La modélisation a permis d'estimer au mieux l'emprise du projet en termes de surfaces de terrain et de volumes de déblais et remblais.



Annexe 6 Fiche de synthèse sur l’anguille européenne (Anguilla anguilla L)

Anguille européenne (Anguilla anguilla)

Description Régime alimentaire

Taille moy 30-100 cm Poids moy 0,3 – 1 Kg En mer, les larves se nourrissent de neige marine (matière organique aggloméré et en décomposition). En eau douce (civelles, anguillettes puis anguilles jaunes) : larves d’insectes, crustacés, mollusques, œufs de poissons et petits poissons. Au cours de leur migration vers la mer des Sargasses, les adultes ne s’alimentent plus et vivent des réserves qu’ils ont accumulées pendant la phase de croissance.

Longévité 7 à 12 ans en moyenne

Migration Amphibiotique catadrome (grandit en eau douce – se reproduit en mer)

Statut et protection Reproduction

- UICN France et international : En danger critique d’extinction.

- classée en 2008 en Annexe II de la Convention sur le commerce international des espèces de faune et de flore sauvages menacées d’extinction (CITES, 1973)

Supposée de fin avril à juin en mer des Sargasses en eau profonde (de 70 à 400m). Les zones de frayères exactes et les modalités de reproduction sont mal connues et en cours d’étude pour cette espèce.

Habitats Exigences écologiques

Espèce lucifuge essentiellement diurne. Colonise tous les types de milieux aquatiques, même déconnectés du réseau hydrographique. Individus de 100 à 150 mm : enfouissement dans les sédiments fins, meubles. Individus > 15 mm vie sur le fond, sous des galets, blocs, graviers ou végétaux ou dans la vase et dans les anfractuosités des berges.

Civelles : courant >0,2 m/s mais résiste peu à > 36 cm/s. Inactivité lorsque la température est < 5°C.

Anguillettes : courant de 0,3 à 0.05 m/s mais très tolérante du moment que des caches sont disponibles. Eurythermes (habitués à des grandes variations de température).

Les adultes tendent à se concentrer dans des zones de faible courant en attendant les conditions favorables pour la dévalaison.

J F M A M J J A S O N D

Montaison estuaires (Civelles)

Montaison cours d’eau (Anguillette)

Dévalaison (Anguille argentée)

Reproduction (estimations)

Aptitude face à un obstacle

Vitesse de nage :

Civelles : 0,1 à 0,2 m/s en nage soutenue, 0,3-0,5 m/s en sprint bref

Anguillettes : 0,3 à 0,6 m/s ou 1 à 1,5 m/s max

Adultes : ≈ 1,1 m/s, max 1.5 m/s pour L=40cm

Capacité de saut : Non

Capacité de reptation : Oui

Tirant d’eau minimum : Capacité à résister hors de l’eau temporairement.

Observations : cas observés d’anguilles au stade civelle pouvant franchir des obstacles verticaux en profitant de la tension superficielle entre leur corps et le substrat.



Annexe 7 Etude sur les facteurs environnementaux influant sur la montaison des civelles

Il faut savoir que les premiers aménagements spécifiques à l'anguille ont été installés sur des obstacles à la migration dans le marais poitevin (en 1988 sur la Vendée). Depuis 1996 pour un ouvrage et 2006 pour plusieurs autres, la Fédération de Vendée pour la Pêche et la Protection du Milieu Aquatique effectue un suivi des anguilles en migration grâce à des dispositifs de capture. Le graphique suivant est un extrait des résultats obtenus au droit du barrage d'Apremont (Bouron, 2007) :

On remarque en premier lieu l'effet de la pêche sur le nombre de migrants : même si le braconnage peut influencer les résultats du reste de la période étudiée, on voit bien que l'effort de pêche est trop important.

Ce graphique révèle que des pics d'intensités migratoires journalières ont été observés

- pendant les marées montantes,

- lorsque la température de l'eau était aux alentours de 15°C

- et/ou lorsque le barrage d'Apremont restituait des débits plus importants.

En ce qui concerne les résultats des suivis sur l'ensemble des bassins versant étudiés en Vendée, la Fédération en a conclu que les principaux pics de migration d'anguilles sont observés (1) à la mi-avril lorsque les températures augmentent (facteur climatique) et (2) vers la fin-mai avec les forts lâchers d'eau des barrages (facteur anthropique).



Résumé

Les poissons migrateurs ont besoin de circuler librement dans les cours d'eau pour compléter leur cycle de vie. L'anguille européenne fait partie de ces espèces, puisqu'elle se reproduit en mer et grandit en eaux douces, jusque dans les ruisseaux en amont des bassins versants. Malheureusement, depuis les années 1980 les populations d'anguille diminuent très rapidement et l'espèce est aujourd'hui en voie de disparition. Une des causes majeures de ce déclin est la présence de nombreux obstacles aménagés par l'homme qui empêchent l'anguille de remonter les cours d'eau. Beaucoup de ces obstacles ont perdu tout usage et ne sont plus entretenus. Pour ceux dont l'usage est encore d'actualité, l'obstacle doit être maintenu et des dispositifs doivent être aménagés pour permettre la montaison de l'anguille. Une des activités du pôle Milieux Aquatiques du bureau d'études IRH Ingénieur Conseil est de concevoir et faire aménager ces dispositifs de franchissement adaptés à l'anguille. Ce rapport contient une présentation des missions que j'ai effectuées dans le cadre du stage professionnel au sein d'IRHIC, ainsi qu'une synthèse des connaissances actuelles sur les anguilles et les ouvrages de franchissement qui lui sont spécifiques.

Abstract

Migratory fishes need to circulate freely in streams to complete their life cycle. The European eel belong to this kind of species, because it reproduces at sea and grows up in fresh water, in brooks upstream to catchment areas. Unfortunately, since the eighties the populations of eel decrease very quickly and therefore it is an endangered species. One of the major causes of this decline is the presence of numerous obstacles fitted out by man, which prevent the eel from going back up streams. The dam prevents migration between feeding and breeding zones. Many of these obstacles are useless and are not maintained any more. For those whose have any usefulness, the dam must be maintained and some fish pass must be fitted out to allow the upstream migration of the eel. One of the activities of the Aquatic Environments sector at the engineering consulting firm IRHIC is to design and supervise the construction of these ell passes. This report contains a study of the project, which I made possible during the professional internship at IRHIC, as well as a synthesis of the current knowledge on eels and theirs specific passes.

Mots-clés

Milieux aquatiques – Maîtrise d’œuvre – Restauration – Montaison – Passes – Anguille européenne

Mémoire de stage_L.Delahayes_140908_HD

Documents

Transcript of Mémoire de stage_L.Delahayes_140908_HD