Restauration hydromorphologiquedes cours d’eau en Région wallonne

Direction des Cours D’eau Non Navigables

Des techniques classiques aux techniques végétales…

Dès les années ’80

o Démarches de M.Dethioux de la FUSAGxo Sensibilisation du GIREA : visites de chantiers

expérimentaux à l’Agence de l’Eau Seine Normandieo Publications et premiers contacts avec B. Lachat (1994)

1998 Colloque à Liège : La gestion intégrée des cours d’eau : l’apport des techniques végétales

2000 : Premiers suivis géomorphologiques et écologiques de différents chantiers de techniques végétales par le LHGF ULg et le GIREA FUNDP

Amorce d’une nouvelle dynamique

Mais aussi des études relatives à :

� La libre circulation des poissons – ULg LDPH� La gestion des bandes riveraines – FUSAGx , GIREA � La gestion des ripisylves, maladie de l’aulne,

espèces invasives FUSAGx, CRA-W� L’amorce des projets Life loutre et moule perlière - ULg � L’interface eau-agriculture – Phragmites - FUSAGx� La qualité physique des cours d’eau - ULgDes journées d’études :

Gembloux 2004 : Monitoring et gestion physique des cours d’eau wallons

Liège 2005 : Conférence sur la gestion des cours d’eau dans le cadre d’un projet transfrontalier

Formations Contrats de Rivière

Bilan de l’application des techniques végétales en RW

Suivis géomorphologique et écologique de chantiers-pilote de techniques végétales d’aménagement des berges

Guide technique pour les gestionnaires : « Techniques végétales : conception, application et recommandations »

Organisation du colloque : « Gestion physique des cours d’eau : bilan d’une décennie d’ingénierie écologique »

à Namur en octobre 2007

Projet Life Environnement sur la restauration hydromorphologique des cours d’eau

Bilan de 10 ans d’application des techniques végétales en Région wallonne

bilan 99-2006

22%

2%

12%

13%33%

18% peignes

épis

fascines

caissons

végét.pure

techn comb

bilan global 1998

10%

16%

6%

14%20%

34%peignes

épis

fascines

caissons

végét pure

tech comb.

49 chantiers

99 chantiers

Suivis géomorphologiques

o Suivi des impacts géomorphologiques :� Modifications du tracé suite aux aménagements� Modifications des faciès d’écoulement

o Suivi des impacts sédimentaires :� Balance érosion – sédimentation� Apport en matières en suspension

o Analyses régionales de l’évolution du tracé� Cartes anciennes� Modèle numérique de terrain

o Modification de la rugosité suite aux aménagements et à la croissance des végétaux

o Etude de la résistance des aménagements face aux événements hydrologiques par l’estimation despuissances spécifiques

ULgLHGF

Prof. F. Petit

Sédimentation dans un casier formé par deux épis

Ex. chantier sur la Lesse à Furfooz

Sédimentation pasaccumulative > pas de risque de colonisationpar les végétations et de rétrécissement du lit

Apparition de Ephemera danica, Sphaerium corneum

Suivis écologiqueso Analyse des végétations de différents chantiers

� relevés phytosociologiques (espèces, abondance, recouvrement)

o Etat des végétations riveraines� application des coefficients d’Ellenberg

o Analyse des espèces utilisées pour les techniques végétales� choix d’espèces indigènes� choix des bonnes espèces de saules� efficacité des mélanges de graines pour semis d’herbacée

o Mise au point d’une méthode d’évaluation du milieu riverain

o Impact du développement de la végétation sur l’écoulement(coefficient de rugosité)

o Proposition d’autres techniques

Mise en évidence de la dégradation des végétations rivulaires

Les espèces nitrophiles dominent (de 40 à 88 %), les espèces typiques du bord des eaux étant minoritaires (entre 20 et 60 %)

0123456789

1011

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Humidité

Nbr

e e

spè

ces Station 1

station 2

station 3

station 4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nitrates

Nbr

e e

spè

ces Station 1

Station 2

Station 3

Station 4

5 sp/2916 %Coef. 7-12 (coefficients d’Ellenberg)

25 sp/3275 %Coef. 7-9Ex. sur l’Anneau

à Quiévrain

Techniques végétales

Conception, application et recommandations

2007

Groupe Interuniversitaire de Recherches en Ecologie Appliquée

Laboratoire d’Hydrographie et de Géomorphologie fluviatile

Direction des Cours d’Eau Non Navigables

Document provisoire

Guide des techniques végétalesGuide des techniques végétales

Table des matières

• les plantations• les plantations d’hélophytes• les ensemencements• les boutures• les tapis vivants• les plançons

• les fascines• les fascines d’hélophytes• les peignes• les tressages

• le caisson

• les épis

Les techniques combinées :

Les géotextiles

Les données hydrographiquesLe cahier spécial des charges Les différentes espèces de saules

Les ouvrages de couverture :

Les ouvrages de pied de berge :

Les ouvrages construits :

Les techniques indirectes :

Avant-propos

• les enrochements et plantations

• le green terramesh

Chaque fiche comprend les informations suivantes :

• description, conception + schémas• application• entretien• avantages – désavantages• coût• exemples de réalisations + photos• recommandations

Réhabilitation de cours d’eau :complémentarité de la morphologie

et de la qualité de l’eau

Etienne Dupont, Gisèle Verniers, Eric Hallot, François Petit

CRNFB

LHGF

Reméandrage de la Semois à Etalle

Diversification de l’Ourthe à Moircy

Projets de restauration

Reméandrage de la Semois à Etalle

Diversification de l’Ourthe à Moircy

Dessin E. Hallot in Jonet et al., 2001

Diversité morphologique LHGF

Classification des habitats basée sur le croisement des profondeurs et des types de substrats

4 classes de profondeurs établies à partir de la soustraction du MNT du fond du lit et du MNA du plan d’eau considéré comme débit d’étiage (0,66 m3/s)

13 classes ≠ simplifiées en 4 : majorité de roche en place, de sables, d’ éléments entre 5 et 10 cm, > 10 cm

ADC

B

Diversité biologique : prélèvements d’invertébrés

Profondeur

1 2 3 4 Somme 1 6,6 24,5 17,2 12,1 60,4 2 0,0 1,4 4,8 6,0 12,2 3 0,6 3,1 3,3 0,2 7,2

Sub

stra

t

4 2,0 9,1 7,1 2,1 20,3

Somme 9,3 38,1 32,3 20,3 100,0

C : RadierB : Bord de bergeD : DépôtA : Rubaniers

Pourcentage d’apparition des classes =

~ 60 % habitats

Indice biotique Semois

IBGN

Nbre taxa

Groupes indicateurs : Limnephilidae / Baetidae

Indice Shannon

Avant travaux2001

Après travaux2006

2,011,882,451,971,84

67789

21

(571)

22

(838)

18

(1916)

21

(1698)

Lot 1Lot 2TémoinLot 1Lot 2

21

(1185)

20%

3%

10%9%

57%

berge

20%

3%

10%9%

57%

berge

50%

7% 8% 7%12%

16%

dépôts

50%

7% 8% 7%12%

16%

dépôts

52%

3%9% 9%

11%

5%

radier

52%

3%9% 9%

11%

5%

radier25%

6%

2%

1%38%

27%

rubaniers25%

6%

2%

1%38%

27%

rubaniers

1%

1%

92%

1%

4%

> confirmé parAFC

0

5

10

15

20

dépôts berge

22/10/2005

16/05/2006

23/06/2006

radier rubaniers

Lot 2 amontNbretaxa

> confirmé parAFC

0

5

10

15

20

dépôts berge

22/10/2005

16/05/2006

23/06/2006

radier rubaniers

Lot 2 amontNbretaxa

0

5

10

15

20

dépôts berge

22/10/2005

16/05/2006

23/06/2006

radier rubaniers

Lot 2 amont

0

5

10

15

20

dépôts berge

22/10/2005

16/05/2006

23/06/2006

radier rubaniers

Lot 2 amontNbretaxa

> Peu de différence saisonnière sf pour les rubaniers

> Peu de différence entre les 4 substrats

d = 0.5

a b

c

d L’AFC montre que la répartitiondes invertébrés à l’intérieur desdifférents substrats est relative-ment homogène

Impact de la qualité physico-chimique de l’eaudû à un déficit en oxygène lié à une pollution organique moyenne

taxons polluotolérantsubiquistes du point de vue du substrat

Il est difficile de mettre en évidence une différence entre les communautés des secteurs rectifiés sans aménagement et des secteurs rediversifiés

Conclusion pour la Semois

Importance de la qualité chimique de l’eau par rapport à la qualité morphologique > DCE

L ’effet des reméandrations est très perceptible

Les petites espèces Loche, Chabot et Goujon sontfavorisées par les aménagements : la diversification de l’habitat – zones de faibles profondeurs –constituent des refuges non accessibles aux poissons de grande taille

Populations piscicoles Semois (E. Dupont CRNFB)

Goujons : Semois, Etalle, 1999 à 2005(Nombre d'individus)

0

100

200

300

400

500

600A

val

1999

Tém

oin

1999

Am

ont

1999 Ava

l20

00

Ava

l20

02

Tém

oin

2003

Am

ont

2003 Ava

l20

04

Ava

l20

05

Am

ont

2005

Secteurs restaurés

Secteurs témoins

Significatif

La population des juvéniles de l’espèce Chevaine est en très nette augmentation à l’issue des aménagements

Fréquence des chevaines selon leur taille dans les secteurs restaurés et témoins.(les juvéniles en dessous de 30cm sont favorisés par les restaurations)

0

2

4

6

8

10

12

14

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Longueur en cm

Nom

bre

somme restauré

somme témoin

Fréquence des chevaines selon leur taille dansles secteurs restaurés et témoins

Indice biotique Ourthe

0,82

0,77

Diversité habitats 0,82

Diversité faune 0,75

1417

2634

TémoinZone aménagée

Nbre taxa

IBGN

Indice Shannon

Présence d’sp sensiblesLeuctridae, Brachycentridae,Glossosomatidae …

Conclusions pour l’Ourthe

o L’aménagement n’a pas permis d’augmenter la diversité des microhabitats mais a apporté un remplacement des zones importantes de gravier par des gros blocs.

o On ne peut mettre en évidence des différences de diversité de la faune benthique entre les 2 secteurs car il s’agit de milieux de très bonne qualité au départ.

En poids

En ce qui concerne la proportion en poids des espèces, les aménagements n’ont pas apporté l’amélioration escomptée alors qu’une différence importante existe toujours entre secteur naturel et secteur rectifié.

Ourthe à Moircy : Poids relatif par espèce 2002

0%

20%

40%

60%

80%

100%

naturel 1963 Bonnerueamont

Bonnerueaval

témoin restauré

Anguille

Spirlin

Rotengle

Brème commune

Brochet

Gardon

Perche

Goujon

Vairon

Barbeau

Chevaine

Loche franche

Vandoise

Lamproie de planer

Ombre

Truite fario

Chabot

Populations piscicoles Ourthe – données E. Dupont CRNFB

Effectif total truites (juvéniles & adultes, par 100m) de 1963 à 2004

0,010,020,030,040,050,060,070,080,090,0

Naturel restauré rectifié

lim. sup.

lim. inf.

Moyenne

En nombre

Cette forte différence se retrouve aussi pour l’effectif truites même si on peut observer qu’à plusieurs égards les aménagements ont eu une influence positive sur celui-ci.Au total même si un effet est perceptible, la situation naturelle est loin d’être rejointe.

Conclusions

o Sur l’Ourthe, malgré la bonne qualité de l’eau traduite par de bons indices biotiques, les aménagementsphysiques trop timides du cours d’eau n’ont pas permis de retrouver le bon état piscicole présent ailleurs.

o Sur la Semois, bien que la mauvaise qualité de l’eau maintienne les indices biotiques à un niveau bas, les aménagements physiques importants ont eu une incidence très significative sur les populations de poisson, tant quantitativement que qualitativement.

o Qualité de l’eau et qualité physique du cours d ’eau agissent donc séparément et doivent être toutes deux réunies pour atteindre le bon état biologique du cours d’eau.

Projet de travaux de restauration dans le cadre de l’application de la DCE

DCENN : quelle pourrait être l’efficacité d’un projet de restauration sur la qualité hydromorphologique du cours d’eau et sur l’atteinte du bon état écologique

Évaluation du coût / bénéfice

Mise au point d’une méthode de suivi

?

Implique de travailler sur une masse d’eau fortement modifiée à risque

Conception d’un outil d’aide à la décision pourla restauration hydromorphologique des masses

d’eauen Région Wallonne – projet WALPHY

Direction des Cours d’Eau Non Navigables

Laboratoire d’Hydrographie et de Géomorphologie Fluviatilede l’Université de Liège

Unité de Recherches en Biologie des OrganismesGroupe Interuniversitaire de Recherches en Ecologie Appliquée

des Facultés Universitaires de Namur

DCENN

Laboratoire d’Hydrographieet de Géomorphologie Fluviatile

� Mise au point méthodologieQualphy détaillé

Actions

� Application sur leterrain

� Site web

� Suivi géomorphologique� Suivi écologique

� Elaboration d’un guidetechnique

� Organisation colloque� Sentier didactique

Plan de communication

13

12

2

1

3

4

5

6

78

9

10

11

14

� Monitoring

Coordination et gestion

Groupe Interuniversitairede Recherches en Ecologie

Appliquée

� Travaux / Continuité longitudinalede restauration

/ Continuité transversale� Concertations

Services extérieurs Namur

Masses d’eau – Région wallonne

Bocq amont / aval

à RN à Rà RFMaval

à Rà Rà RFMamont

Risque chimique

Risque écolog.

Risque global

MEBocq

Deux approches en cours :

� Application du qualphy détaillé + paramètres : puissance spécifique, coefficient sinuosité, importance de la bande riveraine, colmatage des substrats …

objectifs : voir les secteurs les plus dégradés pourétablir des priorités d’aménagement

� Mise au point d’une méthode de suivi géomorphologique et écologique de travaux de restauration

Actions « suivis »� Suivi géomorphologique

� Modification de la charge de fond� Modification des lignes d’eau� Distances d’observation des répercutions� Résistance des aménagements� Diversification des habitats …

� Suivi écologique

� Impact sur la qualité physico-chimique de l’eau� Impact sur la qualité biologique via deux indicateurs:

macrophytes (IBMR) et macroinvertébrés3e indicateur : poissons > CRNFB

Méthode du Réseau de Contrôle de Surveillance RCS (DCE 2007/22 Min Envir et DD)

� basé sur l’IBGN (AFNOR 2004) � DCE compatible � permet une corrélation avec l’IBGN wallon

Suivi basé sur les macroinvertébrés

� Méthodologie :� Basée sur la notion d’habitabilité� Détermination de couples substrats/vitesses

> Obtention du % précis des types de substrats présents et des vitesses associées

microhabitats

� 2 Stations du Petit Bocq :� Lit principal� Bras secondaire

Station Lit principal du Petit Bocq

Station Bras secondaire du Petit Bocq

Seuil infranchissable

� Résultats

714Cb2 (Verneau, 1982)

2,695,65In (indice nature de la faune) (/10)

4,188,8Iv (indice de variété taxonomique) (/10)

10,8Indice de similarité de Jaccard (%)

8Nombre d’espèces en commun

7 (GFI=2)14 (GFI=4)Robustesse

0,440,43Indice d'équitabilité

0,620,75Indice de Shannon

8 Médiocre16 BonneClasse de qualité biologique

816Note de l'Indice

36GFI

1940Nombre de taxons selon la norme

2656Nombre de taxons (selon le guide de

Tachet & al 2000)

6676Proportion de Gammaridae (%)

10583186Nombre d'individus

Second brasLit principal

� Capacité trophique

� Hétérogénéité de l’habitat

� Qualité de l’eau

� Qualité globale de la station

�Stabilité/Complexitéde l’habitat. Dominance de taxons…

� Fiabilité du test

�Nb de taxons en commun

� Qualité phy/chi

� Qualité habitat

Coefficient morphodynamique� Evaluation de la qualité de l’habitat en fonction de la

répartition des couples substrats / vitesse.

� Quantité

� Qualité(habitabilité)

Très mauvais (< 10)

Médiocre (entre 12 et

14)Niveau d'hospitalité de la station

7,413,4m (indice d'habitat)

1045P‘ = S*V (couple plus élevé)

15V‘ = catégorie de vitesse biogène

109S‘ = Catégorie du support biogène

46P = S*V (couple dominant)

13V = catégorie de vitesse dominant

42S = Catégorie du support dominant

518N = n*n'

13n‘ = Nombre de classe de vitesse

56n = Nombre de support inventorié

Second brasLit principal

� Diversité

� Forte dissemblance des résultats en fonction des différentes méthodes d’évaluation de la qualité physique des habitats.

Discussion

� Travail en cours :

� à développer sur d’autres stations� à analyser

� Objectifs :

� mise au point d’une méthode standardisée� applicable dans tous les cas de figure� rapport coût / bénéfice acceptable (tris, déterm.)� coordination avec réseau de mesures RW pour la

reprise des suivis à long terme� choix des indices les plus adéquats

Actions « travaux »

� Restauration de la continuité longitudinale� faisabilité technico-économique de suppression

d’obstacles classés comme majeurs ou infranchissables� 2 x 10 ouvrages / 2 ans� ≠ options techniques� travaux ss-traités marchés publics

� Restauration de la continuité transversale� travaux de type R2 sur 2 ce – linéaire de 5 km� travaux de type R1 sur 2 tronçons d’au moins 5 km

• suppression de berges artificielles• reméandrage• modifications profils• rétablissement des connexions avec zones latérales

� Concertation avec les acteurs locaux� chartes d’accords

Ces études ont été financées par laDirection des Cours d’Eau non Navigables DGO 3 Agriculture, Ressources Naturelles et Environnement

Deux exemples de chantiers …

District de Namur : peigne et abreuvoir sur la Ligneà Saint-Martin

District de Liège : protection

du village d’Ouren par un caisson végétalisé

Chantier sur la Ligne à Saint-Martin

Contexte : problème agricole de restauration de bergedégradée par le bétail > définition avec l’agriculteur d’unnombre d’accès limités au cours d’eau implantés de telle sorte à ne pas subir de dommage en cas de crues

Chantier : réalisation de peigne dans les encoches d’érosion(L ~20 m , prof 4 à 5 m) banquette végétalisée sur peignesen sapin > actuellement recouvertes de saules buissonnants+ zones d’abreuvoir avec rampe d’accès empierrée, délimitées par une clôture

Situation avant travaux mars 2002 Travaux en mars 2002

Juste après travaux mars 2002

Peigne finalisé mars 2002 Détail des boutures de saules

Vue en juin 2002 Vue en décembre 2004

Protection du village d'Ouren

Contexte :

Village inondé très fréquemment : 1991, 1993, 1995, 1998, 1999, 2002

2001 : modification du projet initial - protection contre une crue de 150 m³/s (Cinquantennale)

� rehaussement du mur existant� construction d'un caisson végétalisé et d'une digue

2002 : réalisation du projet.coût global : 205.627 euros

Chantier :

Rehaussement du mur : Elévation de 20 à 45 cm et placement de 4 portes étanches au niveau des 2 escaliers.

Caisson :Particularité : il épouse le profil du mur en amont et développeun profil classique de digue en aval

Digue :Mise en place : mai-juin 2002Protection à l'aide de géotextile, bouturage au pied de la digue à l'aide de saules

Plantation et bouturage du pied en avril 2003 :5 boutures par mètre : environ 500 boutures de saules (hybride local)Schéma de bas en haut: environ 800 plantsPeigne de pied en épicéas (2,5 à 3 mètres)Alnus glutinosa, Prunus Padus, Fraxinus excelsior, Acer pseudoplatanus,Cornus sanguinea, Corylus avellana, Sorbus aucuparia, Viburnum opulus

Vue en juin 2005

� Méthodologie (suite) :� 12 Prélèvements basés sur supports substrats/vitesses

8 au prorata des surfaces

4 habitats les plus biogènes

� Prélèvement à l’aide d’un filet Surber

� Traitement non regroupé des échantillons (identification, comptabilisation…)

� Calcul de l’indice :� Recherche du taxon le plus polluosensible (GFi)� Abondance

� Note sur 20

Actuellement 3 stations retenues :

Petit Bocq

Natoye

Rau deLeignon

Ciney

Bocq

Spontin