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RESTAURATION ÉCOLOGIQUE des MILIEUX ÉRODÉS DE MONTAGNE :le cas du Plan Durance
Freddy REY
Unité de recherche Ecosystèmes Montagnards (Grenoble)
Ingénierie écologique
RecherchesEcologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
milieu
Ingénierie écologique
Recherches finalisées
CONTRÔLE DE L’ÉROSION EN MONTAGNE
Ingénierie écologique
Recherchesécologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
milieu
Ingénierie écologique
Recherches finalisées
MILIEUX ÉRODÉS DE MONTAGNE
Pistes de ski - pastoralisme
Berges - talus
Bassins versants torrentiels
Ingénierie écologique
Recherchesécologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
milieu
Ingénierie écologique
Recherches finalisées
PLAN DURANCE
• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation
• 2/ Restaurer les milieux aquatiques
• 3/ Sécuriser et optimiser l’alimentation en eau
• 4/ Assurer une valorisation touristique, culturelle et économique
• 5/ Etablir un partage équitable entre les grands usages
• 6/ Organiser l’action des différents acteurs
6 orientations
45 actions
PLAN DURANCE
• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation
6 orientations
• Contexte : dépôts de sédiments et exhaussements
• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation
6 orientations
• Source du problème : érosion des marnes noires (100 m3/ha/an, soit 1 cm/an)
PLAN DURANCE
• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation
6 orientations
• Solution : lutte contre l’érosion par la végétation et le génie biologique
PLAN DURANCE
• Contrainte : solutions minimales et durables
Action maximale
Action minimale
• 1/ Augmenter la sécurité face au risque d’inondation
6 orientations
PLAN DURANCE
milieu
Ingénierie écologique
Recherchesécologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
Ingénierie écologique
Recherches finalisées
Problématique technique
TempsMilieu érodé Milieu restauré
Restauration écologique
Réhabilitation Pérennisation
CONTRÔLE DE L’ÉROSION EN MONTAGNE
PérennisationRéhabilitation
Problématique technique
TempsMilieu érodé Milieu restauré
Restauration écologique
Réhabilitation Pérennisation
Temps
Rhexistasie BiostasieInfluence de la végétation sur l’érosion
Ecologie de la restauration
Problématique scientifique
Géosciences
CONTRÔLE DE L’ÉROSION EN MONTAGNE
milieu
Ingénierie écologique
Recherchesécologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
Ingénierie écologique
Recherches finalisées
Végétation
régulation hydrologique
fixationdes sols
protectionmécanique
RECHERCHES
Influence de la végétation sur l’érosion
Questions : importance des mécanismes de piégeage ?influence à l’échelle de ravines (surface < 1 ha) ?
piégeagedes sédiments
- Echelles spatiales : couverture végétale suffisante pour piéger tous les matériaux érodés à l’amont d’une ravine :
Pièges à sédiments77 ravines étudiées
Principaux résultats des recherches
Influence de la végétation sur l’érosion
- Piégeage dans les lits des ravines- Recouvrement végétal minimal = 20 %
RECHERCHES
Dynamique végétale & piégeage des sédimentsDynamique érosive
RECHERCHES
Dynamique végétale & piégeage des sédimentsOuvrages de génie biologique
cordons
Atterrissement de sédiments
Questions : dynamique des espèces végétales ?piégeage des sédiments ?
RECHERCHES
Dynamique végétale & piégeage des sédimentsOuvrages de génie biologique
cordons cordons + garnissages
Principaux résultats des recherches
Dynamique végétale
- Développement possible de populations de saules (3 espèces)- Mise en évidence de contraintes pour leur survie
Espèces introduites
100 ouvrages de génie biologique
étudiés
Principaux résultats des recherches
Dynamique végétale
Espèces introduites
Liste des contraintes :
• taille des bassins versants et des ravines
• exposition
• pente du lit
• couverture végétale naturelle
• conditions écologiques
• génie civil
Piégeage des sédimentsPrincipaux résultats des recherches
170 €120 €Coût d’1 ouvrage de 1 m²
0,10 m30,06 m3Sédiments piégés par 1 ouvrage de 1 m² en 1 année
Cordons + garnissages
Cordons
Piégeage des sédimentsPrincipaux résultats des recherches
120 €100 €Coût d’1 ouvrage de 1 m²
0,35 m30,23 m3Sédiments piégés par 1 ouvrage de 1 m² en 1 année
Cordons + garnissages
Cordons
Espèces spontanées
Principaux résultats des recherches
Dynamique végétale (cas des cordons)
05
101520253035404550
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
années
% re
couv
rem
ent d
u lit
R1R2
- Installation de 40 espèces sur les sédiments piégés- Modélisation de la dynamique végétale
Liens : traits des espèces – efficacité pour la protection contre l’érosion
protectionmécanique
(feuillage)
piégeagedes sédiments
(feuillage)
Végétation
régulation hydrologique
(feuillage + racines)
fixationdes sols (racines)
traits fonctionnels protection contre l’érosion
Question : quelle efficacité des communautés végétales pour la protection contre l’érosion ?
RECHERCHES
milieu
Ingénierie écologique
Recherchesécologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
Ingénierie écologique
Recherches finalisées
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Guide de génie biologique
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Guide de génie biologique
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Guide de génie biologique
Forêt domaniale (S> 100 ha)
Bassin versant (1<S<100 ha)
Ravine (S<1 ha)
Détermination des bassins versants prioritaires :
Critères : Enjeux socio-économiques
Détermination des ravines prioritaires :
Critères : Erodabilité des terrains et
Présence d’une végétation naturelle
Interventions minimales :
Végétalisation du lit uniquement
(20 % de la ravine)
Règles d’intervention :
Règles d’intervention :
Lits principaux génie civil
Ravines génie biologique
Position sur la ravine lit berge
Ouvrages à utiliser cordons + garnissages sur fascines garnissages
Forêt domaniale (S> 100 ha)
Bassin versant (1<S<100 ha)
Ravine (S<1 ha)
Détermination des bassins versants prioritaires :
Critères : Enjeux socio-économiques
Détermination des ravines prioritaires :
Critères : Erodabilité des terrains et
Présence d’une végétation naturelle
Interventions minimales :
Végétalisation du lit uniquement
(20 % de la ravine)
Règles d’intervention :
Règles d’intervention :
Lits principaux génie civil
Ravines génie biologique
Position sur la ravine lit berge
Ouvrages à utiliser cordons + garnissages sur fascines garnissages
Evolution au cours du temps de la quantité annuelle (m3) de sédiments produits par une ravine Dynamique végétalisationSurface ravine (m2) 10000 Moyenne 10longueur lit dont pente < 40% (m) 400 Ecart-type 4Pente en long (%) 30%Pente en travers (%) 70% Dynamique
0 0,00620967Vitesse érosion cm/an 1 5 0,10564977Hauteur initiale de la fascine (cm) 70 10 0,5Hauteur de stockage annuelle (cm) 10 15 0,89435023Pourcentage max d'extinction 90% 20 0,99379033
25 0,99991158Taux actualisation 5,0% 30 0,99999971Prix m3 sédiment 15 35 1Prix fascine 100 40 1
45 1nbre facsines 80 50 1distance entre fascines (m) 5,0
Dépense 8 000 €Recettes 22 079 €Bénéfice 14 079 €Bénéfice / fascine 176 €Vol stocké sur 10 ans 587Vol stocké sur 10 ans/fascine 7,3% extinction sur 10 ans 90%
Volume annuel
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60
années
m3
Abs
Vég. Nat
Regarni
0
0,25
0,5
0,75
1
0 10 20 30 40
Végétalisation naturelle
Modèle logicielbassins versants torrentiels, échelle ravine : Simulfascines
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Dimensionnement des ouvrages et estimation de rapports coûts-avantages
Modèle logicielbassins versants torrentiels, échelle ouvrage : Tlaloc
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Dynamique végétale naturelle (colonisation)
Modèle logicielbassins versants torrentiels, échelle bassin versant : ETC
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Calcul des débits solides et liquides à l’exutoire du bassin versant
Ruissellement Débit liquide
Pluie
Apports de matériaux Débit solideStocks
Versants Lits
Ruissellement Débit liquide
Pluie
Apports de matériaux Débit solideStocks
Versants Lits
Mathys N., Brochot S., Meunier M., Richard D. 2003. Catena.
INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE
Transfert et expertise
Ingénierie écologique
Recherchesécologie & géosciences
problématique scientifique
méthodes et outilstransfert et expertise
Dégradation
Restauration écologique
problématique technico-socio-éco
milieu
Ingénierie écologique
Recherches finalisées