Séminaire national sur les têtes de bassin versant

Mikaël LE BIHAN Février 2015

Bilan des connaissances techniques sur

la caractérisation, la préservation et la restauration des cours d’eau

et zones humides de tête de bassin

Nombreuses définitions techniques existantes

Qu’est-­ce qu’un cours d’eau en tête de bassin ?

Extrémité amont du réseau hydrographique

Critères Description Auteurs

Superficie du BV < 2 km2 Adams & Spotila, 2005*

Gabarit du lit mineur généralement inférieure à 1 mètre de large

Wipfli et al., 2007*

généralement inférieure à 2 mètre de large

AERM, 2009*

Hydromorphologique secteur à l’amont de « la zone de sédimentation dominante

Uchida et al., 2005*

Hydrologique

Hydrographique cours d’eau de rang de Strahler 1 et 2 à l’échelle 1 : 25 000

crête

sourceRang 1

Rang 2

Rang 1

Rang 0crête

sourceRang 1

Rang 2

Rang 1

Rang 0

Organisation du réseau hydrographique en tête de bassin

(Benda et al., 2005*)

Qu’est-­ce qu’un cours d’eau en tête de bassin ?

Attribuer les « vrais numéros »

ü Définition des rangs 0 (zones desources) comme les airesd’alimentation directes des coursd’eau (Benda et al., 2005*)

Attribuer les « vrais » numéros exigerait de connaître l’intégralité du réseau de cours d’eau existant sur le terrain (OFEV, 2009).

Référentiels hydrographiques historiques

-­ Carte de Cassini

-­ Carte d’Etat Major

-­ Cadastre Napoléonien

-­ Carte IGN éditée à partir des années 1950

-­ Carte locale

Date des levés Echelle Emprise géographique Intérêt T2BV

Carte de Cassini 18ème 1 : 86400 France métropolitaine Faible

Carte d’Etat Major De 1818 à 1881 1 : 80000 France métropolitaine Moyen

Cadastre Napoléonien A partir de 1802 1 : 500 à 1 : 5000 France métropolitaine Moyen

Carte IGN 1950 A partir de 1950 1 : 20000 et 1 : 25000 France métropolitaine Elevé

Du cadastre et de son amélioration, 1818

Supports cartographiques pour la caractérisationdes cours d’eau en tête de bassin

Supports cartographiques pour la caractérisationdes cours d’eau en tête de bassin

Référentiels hydrographiques actuels

-­ Carte IGN au 1 : 25000 la plus récemment éditée

-­ BD Carthage

-­ BD TOPO « cours d’eau »Source : Scan 25 IGN (35)

Comparaison de référentiels hydrographique d’actualité

Evaluation de la qualité des données hydrographiques de la BD Topo V2 : Test effectué sur le département de la Moselle (57)

Référentiel Longueur

BD TOPO 8772 km

BD CARTHAGE 6354 km (72%)

SCAN 25 2006 + 344 km (CE oubliés)+ 97 km (CE enterrés)

SCAN 25 2000 + 245 (CE oubliés)+ 110 km (CE enterrés)

Toponymie de la BD TOPO V2ü 58,8% ont un toponymeü 87 km de cours d’eau avaient un nom dans la BD Carthage

(Le Bihan & Burgun, 2010*)

Attention : Référentiels à utiliser avec précaution (échelle, date, fiabilité, exhaustivité)

Les cours d’eau oubliés par la cartographie

Entre 20 et 50 % des cours d’eau ne sont pas identifiés sur le Scan 25 de l’IGN en fonction des secteurs (FDPPMA 56)

ü BV de Drayac : 31 km de cours d’eauIGN, 12 km de cours d’eau non IGN)

37% non cartographiés

ü BV du Miny : 9,30 km de cours d’eauIGN, 7.4 km de cours d’eau

44% non cartographiés

Nécessité des inventaires de terrain

N D J

Evolution du réseau hydrographique au cours des 4 saisons

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

A l’échelle d’un bassin versant (de quelques km à des milliers de km)

ü Test de l’outil Système Relationnel d’Audit de l’Hydromorphologie des Cours d’Eau (SYRAH-­CE) (Spitoni M., 2012 ;; Uwe S., 2014)

Les méthodes d’évaluation de l’hydromorphologie des cours d’eau en têtes de bassin versant

A l’échelle d’un sous-­bassin (du km à quelques centaines de km)

A l’échelle d’une station (quelques dizaines de mètres)

ü Méthodologie d'évaluation de l'hydromorphologie des cours d'eau en tête de bassin versant à l'échelle linéaire (Le Bihan, 2015)

ü Test dans le cadre de 2 CTMA en région Bretagne

ü Développement d’un protocole d’étude de l’hydromorphologie à l'échelle stationnelle des cours d’eau de tête de bassin versant (Mathieu, 2010 ;; Jan, 2013 ;; Bossis, 2014 ;; Colin, 2015 NP)ü Manuel d’évaluation des cours d’eau en têtes de bassin versant (Fritz et al., 2006)

Le lit mineur et sa bande riveraineLes zones humidesLe réseau hydrographique annexeLes haiesL’occupation des sols (parcellaire et gestion)

Sur quel compartiments travailler en tête de bassin versant?

La restauration de ces milieux est complexe

« De nombreuses opérations de restauration écologique ont été menées auniveau international. Malheureusement, les décisions de restauration sont souventbasées sur l’intuition plutôt que sur des bases scientifiques rigoureuses » (Muotka,2002*).

Amélioration des connaissances sur :

ü Leurs caractéristiques

ü Leurs spécificités

ü Les méthodes de diagnostics

ü Les méthodes de restauration

ü Les méthodes de suivis

ü La conciliation avec les usages

La nécessité de réaliser des retours d’expériences

Retours d’expériences sur la restauration de l’hydromorphologie des cours d’eau

ü Un recueil national actualisé et enrichi chaque année(ONEMA, 2010)

ü Des rapports techniques (Bramard et al., 2011 ;; Tassard, 2011 ;; Boudot-­Grimaud, 2013)

Retours d’expériences sur la restauration des zones humides

ü Recueil disponible sur le portail zones humides (http://www.zones-­humides.eaufrance.fr/agir/retours-­d-­experiences-­cours-­d-­eau-­et-­zones-­humides)

ü Recueil en cours de réalisation par le Forum des Marais de l’Atlantique

Hors talweg Rectiligne Recalibré Banalisé

Principes généraux de la restauration des cours d’eau en tête de bassin versant

Loi de proportionnalité des processus hydromorphologiques :

« Les petits cours d’eau de plaine peuvent à priori faire l’objet des mêmes principes de restauration hydromorphologique que les cours d’eau plus grands. Seul l’effort de restauration doit être plus abouti (Malavoi et al., 2007*) »

Nécessité de restaurer par rapport à la référence

-­ à l’amont de la perturbation

-­ à l’aval de la perturbation (précaution)

-­ par extrapolation : élaboration de jeux

de données hydromorphologique régionalisées

Le diagnostic, le dimensionnement et le choix des techniques de restauration

Accroître la sensibilisation sur la restauration

Réaliser des journées de formation au niveau national

ü Exemple : Formation sur la restauration hydromorphologique des petitscours d’eau de plaine (ONEMA, 2015)

Diffuser des guides techniques

Restauration des cours d’eau enterrés ONEMA

2010

LIFE

2009

Techniques de préservation des

ruisseaux

Réaliser des journées d’informations techniques dans les territoires

ü Public visé : animateurs de SAGE,techniciens de rivière, fédérations de pêche,conseils généraux -­ cellule Aster, associationsdes maires, chambres d’agriculture…)

ü Différents formats : demi-­journée ;; journée, 2 jours

" La protection des abords des cours d’eau est assurée dans les documents d’urbanisme du

Morbihan par une inconstructibilité d’une bande de 35 mètres de part et d’autre des berges des cours

d’eau « (CG 56, 2008*)

Vers des zones non urbanisées en tête de bassin versant

ü Exemple du département du Morbihan

Comment préserver les cours d’eau en tête de bassin ?

La mise en place de pratiques extensives

ü Nécessité des Zones Non Traitées en tête de bassin versant

ü Efficacité avérée de bandes de 10 mètres de large pour l’épuration des produits phytosanitaires (CORPEN, 2008*)

ü Intérêt des zones boisées© LE BIHAN, 2009

Merci de votre attention

© LEROYER, 2009

ADAMS R.K. & SPOTILA J.A., 2005, The form and function of headwater streams based on field and modeling investigations in the Southern Appalachian Mountains, Earth Surface Processes and Landforms, 30, 1521-­1546.ALEXANDER R.B., BOYER E.W., SMITH R.A., SCHWARZ G.E. & MOORE R.B., 2007, The role of headwater streams in downstream water quality, Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 43 (1), 41-­59.BENDA L., HASSAN M.-­A., CHURCH M. & MAY C.-­L, 2005, Geomorphology of steepland headwaters : the transition from hillslopes to channels, Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 41 (4), 835-­851.BOSSIS, 2014,BOUDOT GRIMAUD T., 2013 (NP), Restauration hydromorphologique : les techniques émergeantes en Bretagne, Pays de Loire,Rapport de stage de Master 2, ONEMA / Université de Rennes 1, 30 pagesBRAMARD M. BOUTET-­BERRY L., ARSENTO R., BRAMARD C., MARTIN M. & BARDON E., 2010, La recharge en granulatspremiers retours d’expériences sur les travaux menés dans le Centre-­Ouest de la France sur des petits cours d’eau, Supportpédagogique stage « restauration petits cours d’eau de plaine », Version ONEMA Dir-­Orléans-­Poitiers MB-­15-­05-­2010, 57 pages.BRAMARD M., 2014, Formation sur la restauration des petits cours d’eau de plaine, supports de présentation.CG56,CORPEN, 2008, Les zones tampons, un moyen de préserver les milieux aquatiques, 20 pages.FRITZ K.M., JOHNSON B.R., WALTERS D. M., 2006, Field operations manual for assessing the hydrologic permanence andecological conditions of headwater streams, U.S. EPA, 130 pages.JAN, 2013, Etude du fonctionnement hydromorphologique de référence des cours d’eau en tête de bassin versant sur le MassifArmoricain, Rapport de stage de Master 2, ONEMA / Université de Rennes 1, 40 pages.LE BIHAN, 2015, Méthodologie d'évaluation de l'hydromorphologie des cours d'eau en tête de bassin versant à l'échelle linéaire,Note technique ONEMA, 22 pages.LE BIHAN & BURGUN, 2010, BD TOPO, Note de synthèse sur la qualité des données hydrographiques de la BD Topo V2, Testeffectué sur le département de la Moselle (57), Délégation interrégionale du Nord-­Est de l’ONEMA, 14 pages.MALAVOI J.R., ADAM P., DEBIAIS N., 2007, Manuel de restauration hydromorphologique des cours d’eau, Agence de l’eau EauSeine Normandie, 64 pages.MATHIEU, 2010, Quels pré-­requis pour la restauration des cours d’eau enterrés en tête de bassin ? Rapport de stage,ONEMA/Université de Rennes 1, 36 pages.

Synthèse bibliographique

MUOTKA T., LAASONEN P., 2002, Ecosystem recovery in restored headwater streams : the role of enhanced leaf retention, Journalof Applied Ecology, 39, 145-­156.OFEV, 2011, Les ressources naturelles en Suisse – Place aux cours d’eau, Magazine Environnement, 64 pages.ONEMA, 2010, Recueil d’expériences sur la restauration de l’hydromorphologie des cours d’eau, disponible surhttp://www.onema.fr/Hydromorphologie,510SPITONI, 2012, Caractérisation géospatiale des pressions anthropiques physiques qui s’exercent sur les cours d’eau de tête debassin versant, Rapport de stage, ONEMA/Université de Lorraine (LIEBE), 32 pages.TASSARD A., 2011, Evaluation préliminaire de travaux d’amélioration morphologique de petits cours d’eau (Centre, Poitou-­Charentes, Pays de la Loire), Rapport de Master II, ONEMA / Université Blaise Pascal, 65 pages.UCHIDA T., ASANO Y., ONDA Y., MIYATA S., 2005, Are headwaters just the sum of hillslopes?, Hydrological Processes, 19, 3251-­3261.UWE S., 2013, Le Système Relationnel d’Audit de l’Hydromorphologie des Cours d’Eau (SYRAH-­CE), Evaluation de la pertinence de l’outil syrah-­ce sur les têtes de bassin versant, Rapport de stage, ONEMA/Université de Lorraine, 50 pages.WIPFLI M.S., RICHARDSON J.S., NAIMAN R.J., 2007, Ecological linkages between headwaters and downstream ecosystems : transport of organic matter, invertebrates, and wood down headwater channels, Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 43 (1), 72-­85

Synthèse bibliographique