Soutenance mémoire
Les têtes de bassin versant, un élément clé du bon état écologique des milieux aquatiques
Définition
La volonté des différents acteurs collaborant pour la gestion des milieux aquatique (Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux du bassin Loire Bretagne, Dinan Agglomération, Communauté de communes de Saint-Méen Montauban) est de focaliser le diagnostic des milieux aquatiques sur les têtes de bassin versant (TDBV). Le Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) du bassin LoireBretagne 2010-2015 donnait la définition suivante : « les têtes de bassin versant s’entendent comme les bassins versants des cours d’eau dont le rang de Strahler est inférieur ou égal à 2 et dont la pente est supérieure à 1 % » (Agence de l’Eau Loire-Bretagne, 2009). Si le critère du rang de Strahler est conservé pour notre étude, le critère pente n’est pas retenu, principalement parce qu’une grande partie des têtes de bassin (TDBV) ont été identifiées par prospection de terrain (sans outillage de mesure).
Propriétés
Les linéaires de tête de bassin versant sont assez mal connus d’un point de vue cartographique. Ces linéaires ont bien souvent été délaissé lors des diagnostics et des inventaires officiels. Ces cours d’eau sont pourtant un facteur majeur de la qualité des cours d’eau aval, et représentent un linéaire bien souvent très important avoisinant les 70% à 80% du réseau hydrographique (Barmuta, Watson, Clarke, & Clapcott, 2009; Galivel, 2015; Le Bihan, 2004; Val de Gartempe, 2017). Ce linéaire est d’autant plus important que les têtes de bassin versant sont des zones où les connexions entre les nappes phréatiques et les réseaux hydrographiques sont constantes et sources de nombreux échanges (Barmuta et al., 2009). Cette importance du linéaire se retrouve aussi dans les volumes puisqu’environ 70% du volume des cours d’eau hors TDBV proviendrait des linéaires de TDBV (Alexander, Boyer, Smith, Schwarz, & Moore, 2007; Barmuta et al., 2009; Le Bihan, 2015a). Les importants volumes d’eau transitant par ces cours d’eau entraînent aussi les éléments dissous ou en suspension vers les cours d’eau de rang supérieur. Ce transport est essentiel pour les cours d’eau de rang supérieur dans la mesure où il représente un apport de matière organique sous différentes formes. En effet, les petits cours d’eau, de par leurs caractéristiques hydromorphologiques (ratio volume/surface, rugosité…) permettent une efficace transformation de la matière organique (Alexander et al., 2007; Barmuta et al., 2009). Ces apports, sous forme particulaire ou sous forme d’organismes, s’avèrent indispensables au fonctionnement des écosystèmes avals (Wipfli, 2005; Wipfli & Gregovich, 2002).
En termes de biodiversité et d’écosystèmes, ils représentent des écosystèmes propres accueillant une biodiversité variée et permettent par exemple de sauvegarder des espèces endémiques protégées en les isolant de leur prédateurs (ou concurrents) (Barmuta et al., 2009). Cependant, les linéaires de tête de bassin versant, de par leurs dimensions réduites, sont des systèmes facilement modifiables par l’homme. Ces linéaires, en particuliers lorsqu’ils fragmentaient le parcellaire foncier, ont donc été massivement transformés et artificialisés. Au-delà de ces modifications, leur faible pouvoir de dilution rend leurs écosystèmes très sensibles aux diverses pollutions dont auxquelles ils sont exposés. De plus, au vu de la contribution volumique de ces cours d’eau aux débits avals, les polluants qu’ils reçoivent se retrouvent en grande partie dans les cours d’eau avals (Alexander et al., 2007). Ces transferts de polluants, en dehors des aspects écologiques, prennent une dimension sanitaire puisqu’une grande partie de l’alimentation en eau potable provient directement des cours d’eau. Ceci est particulièrement vrai pour le barrage de Rophemel, fournissant 45% de l’eau potable de la ville de Rennes et dans lequel se retrouvent matières organiques et phosphore (Commission locale de l’Eau du SAGE Rance Frémur baie de Beaussais, 2013; Gaury et al., 2008). Dans la mesure où les têtes de bassin versant sont un élément clé de la qualité des milieux, aussi bien à l’amont qu’à l’aval des cours d’eau, nous nous demanderons donc quelles sont les pressions et altérations subies par les cours d’eau, en particuliers sur les têtes de bassin versant, et quelles actions peuvent être entreprises sur ces territoires. Pour cela, nous présenterons la structure d’accueil ainsi que son territoire d’action. La seconde partie sera consacrée au matériels et méthodes ayant permis de réaliser tout d’abord le diagnostic et ensuite la programmation des travaux de restauration. Dans une troisième partie, nous détaillerons les points forts du diagnostic par compartiment DCE et détaillerons un exemple de projet de restauration multi-compartiment sur un cours d’eau de tête de bassin versant.
La structure d’accueil
Située en Ille-et-Vilaine, en Bretagne (Figure 1), la Communauté de Communes de Saint-Méen Montauban (CCSMM) fut créé par la fusion des Communautés de Communes du Pays de St Méen le Grand et du Pays de Montauban de Bretagne en Janvier 2014. A cette fusion s’est ajoutée l’adhésion de deux nouvelles communes, Saint-Pern et Irodouër. La communauté de communes comprend à ce jour 18 communes représentant plus de 26 000 habitants en 2015 avec une population en légère croissance (de 1 à 2%) (INSEE, 2015). La communauté de communes Saint Méen Montauban gère un budget annuel de 21,8 millions d’Euros (en 2018), dont 12,7 millions sont destinés au fonctionnement et 9,1 en investissement (Communauté de Communes Saint-Méen Montauban, 2018). La communauté de Communes de Saint-Méen Montauban (CCSM) est détentrice de la compétence «protection et mise en valeur de l’environnement » et est maître d’ouvrage sur 8 communes : Irodouër, La chapelle-du-Lou-du-Lac, Landujan, Médréac, Miniac-Sous Bécherel (par convention car hors CCSMM), Quédillac, Saint-M’Hervon, Saint-Pern. Cette compétence porte sur la partie Ille-et-Vilaine du bassin versant Haute-Rance (excluant Saint-Pern dont les cours d’eau n’appartiennent pas à ce bassin). Ce territoire est divisé en deux sous-bassins versant, le bassin versant du Guy Renault (23 Km²) et le bassin versant du Néal (95 Km²).
Ce stage s’inscrit dans la conclusion du précédent Contrat Territorial Milieux Aquatiques (CTMA 2012-2017) et dans la programmation du futur volet milieux aquatiques du programme territorial dont la durée n’est pas encore déterminée. Il aura pour objectif d’établir un diagnostic de l’état hydromorphologique des cours d’eau de têtes de bassin versant et de réaliser une programmation de travaux se basant sur ce diagnostic. Dans un souci de cohérence à grande échelle, de simplification des démarches administratives mais aussi de partage des connaissances, la méthodologie sera élaborée en commun avec les différents gestionnaires de bassin versant de la communauté de communes de Dinan Agglomération.
Matériels et méthodes
Dans le cadre de la réalisation d’un état des lieux et de la programmation du volet milieux aquatiques du contrat territorial, la communauté de communes s’est vu imposer un cahier des charges. Ce cahier des charges correspond d’une part aux demandes des organismes financeurs, et d’autre part, à la volonté de produire des données intégrables à un système de base de données commun à la communauté de communes de Dinan Agglomération. Dans la mesure où le temps pouvant être consacré au diagnostic était limité et dans la volonté de compléter l’état des lieux précédent, l’actuel état des lieux sera concentré sur les têtes de bassin versant et en particulier les linéaires non recensés auparavant. Ce changement dans les linéaires prospectés rend cependant toute comparaison impossible entre l’ancien état des lieux et l’actuel. Le choix de de la méthodologie s’est porté sur une adaptation du Réseau d’Evaluation des Habitats (REH) aux problématiques locales. Cette adaptation se traduit par l’ajout d’observations destinées à compléter le diagnostic REH.
Prédiagnostic
Préalablement au diagnostic de terrain, un prédiagnostic est réalisé par SIG . Ce prédiagnostic comprend notamment une pré-indentification des linéaires de têtes de bassin versant. Cela passe par l’observation de cartes historiques (carte de Cassini, cartes d’état-major anciennes), des documents d’urbanismes ainsi que des cartes topographiques IGN. La réalisation de cartes d’accumulation de flux, via le logiciel GRASS-Gis, permet d’identifier clairement les fonds de vallées pouvant correspondre à des talwegs de cours d’eau (données ensuite vérifiées par prospection). Toujours via SIG, l’étude de l’occupation des sols à l’échelle du bassin versant permet d’identifier les facteurs de pressions pour les cours d’eau. Enfin, la connaissance des gestionnaires de bassin versant leur a permis d’identifier les altérations pouvant être relevées leurs bassins versant respectifs. Cette identification permet alors de préparer les fiches terrain sous forme de formulaire SIG les plus concis possibles et limitant les erreurs de saisies par usage de formulaires.
Protocole de terrain
Le protocole REH repose sur une prospection à pied et une estimation visuelle des perturbations hydromorphologiques des cours d’eau. L’unité de base de la prospection est le segment, unité linéaire de cours d’eau morphologiquement homogène. Les segments sont déterminés lors de la prospection, leur ordre de grandeur varie de la dizaine de mètres à la centaine de mètres, en fonction des variations du milieu. Lors de la prospection, une fiche de terrain est remplie pour chaque segment (sous forme de formulaire SIG) et le tracé des cours d’eau (lorsque manquant ou incorrect) est dessiné sur SIG (tablette de terrain-Dell Latitude, QGiS 2.18). Pour chaque compartiment (lit mineur, débit, ligne d’eau, berges et ripisylve, lit majeur) l’altération la plus impactante est plus impactante est évaluée selon deux paramètres, son intensité (faible, moyen, fort), et son étendue (en pourcentage de recouvrement du segment).
Les intensités d’altérations sont estimées selon la méthodologie du Réseau d’évaluation des habitats (Vigneron, 2005) mais aussi et surtout, selon la méthodologie adaptée aux têtes de bassins versant en se basant sur la note technique : Méthodologie d’évaluation de l’hydromorphologie des cours d’eau en tête de bassin versant à l’échelle linéaire (Le Bihan, 2017). Les altérations non détaillées dans cette note sont étudiées selon une méthodologie commune aux gestionnaires de bassin collaborant. Le colmatage est estimé selon la méthode d’Archambaud (Annexe 1). Les paramètres retenus pour la caractérisation de la ripisylve sont la largeur, la densité et le recouvrement linéaire. La déconnection du cours d’eau vis-à vis de de son lit majeur est estimé en fonction de l’altitude relative de la lame d’eau par rapport aux berges et de la présence/absence d’espèces inféodées aux milieux aquatiques dans le lit majeur. De façon à compléter ce protocole, qui ne relève que l’altération la plus impactante, différentes informations sont recensées. D’une part, les caractéristiques morphologiques du cours d’eau sont recensées à l’échelle du segment : hauteur de berges moyenne, largeur en haut de berge, faciès d’écoulement dominant, substrat dominant, potentiel d’habitat truite, présence de végétation aquatique, présence ou absence de ripisylve, présence de bande enherbé, occupation des sols à proximité immédiate du cours d’eau… Enfin, toutes les altérations sont recensées de façon ponctuelle sous SIG (avec localisation géographique) en distinguant le type d’altération (obstacle à la continuité, réseau annexe, espèces invasives, abreuvoir sauvage, déchets…) et en relevant les informations nécessaires à leur priorisation (hauteur de chute, étendue, usage…). Les segments ainsi que les altérations sont de plus photographiés (avec géoréférencement), permettant une vérification postérieure des données ou une comparaison avec une observation ultérieure. La caractérisation des étiages nécessite normalement un suivi régulier. Cependant, afin d’obtenir un état zéro à une date donnée, l’ensemble des gestionnaires de bassin versant collaborant réaliseront une prospection simultanée des zones sensibles aux étiages.
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Table des matières
Introduction
I. La structure d’accueil
II. Matériels et méthodes
II.i. Prédiagnostic
II.ii. Protocole de terrain
II.iii. Traitement des données de terrain
II.iv. Planification travaux et suivis
II.iv.1. Priorisation des secteurs d’action
II.iv.2. Dimensionnement
III. Résultats et discussion
III.i. Caractéristiques des bassins versant du Neal et du Guy-Renault
III.ii. Résultats de la prospection
III.ii.1. Lit mineur
III.ii.2. Débit
III.ii.3. Ligne d’eau
III.ii.4. Les berges
III.ii.5. Lit majeur
III.ii.6. Continuité
III.iii. Limites de la prospection
III.iv. Indicateurs biologiques
III.v. Qualité chimique
III.vi. Conclusion du diagnostic
III.vii. Le projet d’action
III.vii.1. Priorisation
III.vii.2. Localisation
III.vii.3. Diagnostic du Ru d’Irodouër
a. Morphologie
b. Qualité d’eau
III.vii.4. Actions sur les fossés
III.vii.5. Restauration de l’amont du cours d’eau
a. Dimensionnement
a. Coûts
III.vii.6. Aval du cours d’eau
a. Coûts
III.vii.7. Radier de pont
a. Coûts
III.viii. Le suivi
a. Suivi du ru d’Irodouër
Conclusion
Perspectives pour la suite du stage
Compétences
Bibliographie
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