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Directive Cadre sur l’Eau et altération morphologique des cours d’eau
Un acte juridique pour une politique de l’eau au service du bon état écologique
En France, la gestion de l’eau a suscité de nombreux questionnements dont certaines réponses sont apparues dès la fin du XVIIIème siècle. Les premières règles établies sont associées à des textes napoléoniens tels que le code civil définissant notamment l’usage de l’eau, ainsi que le code du domaine public fluvial. A cette époque, seule la notion de régime de propriété à l’égard des ressources en eau était abordée (vie-publique, 2019).
Il faudra attendre plusieurs années pour constater une évolution des mœurs. Ainsi, le 16 décembre 1964, est promulgué un texte de loi visant à définir une organisation spécifique à la gestion des ressources en eau. La France est scindée en six bassins hydrographiques, et les pouvoirs publics concèdent pour chacun d’entre eux la prise en charge de sa gestion à deux organismes distincts. Les comités de bassins représentent l’État, les collectivités, les usagers et autres personnes qualifiées. Leur but est de définir une politique de gestion des ressources en eau en considération des orientations nationales et des besoins du territoire. Les agences de l’eau sont des établissements publics à caractère administratif composés d’un président, d’un préfet coordonnateur du bassin et de membres représentatifs des collectivités et des usagers. Elles détiennent le pouvoir exécutif et mettent en œuvre la politique décidée par le comité. La lutte contre la pollution est au cœur de cette nouvelle loi. Ainsi, le principe pollueur-payeur a été officialisé en 1972 par l’Organisation de Coopération et de Développement Économique (OCDE) : celui dont l’activité est considérée comme polluante devra prendre en charge le coût engendré par les mesures de prévention et de lutte nécessaires à la réduction des facteurs polluants de celle-ci afin de retrouver un état acceptable de l’environnement.
La réglementation complémentaire référencée n° 92-3 du 3 janvier 1992, dite loi sur l’eau, vient garantir une gestion équilibrée des ressources en eau, intégrées officiellement comme bien commun de la Nation. Les objectifs assurés sont « une préservation des écosystèmes aquatiques et des zones humides, la protection contre toute pollution et la restauration de la qualité des eaux de surface et souterraines, le développement et la protection de la ressource en eau » (Légifrance, 2006). Cette loi a également permis de préciser les attentes et de mettre à jour les grilles d’interprétations utilisées jusqu’à lors pour recenser la qualité des milieux aquatiques.
C’est avec la Directive européenne Cadre sur l’Eau (DCE) qui a suivi, référencée 2000/60/CE et adoptée le 20 octobre 2000 par la commission européenne, que l’hydromorphologie s’est introduite dans la législation. La DCE fait état de l’importance de retrouver et de conserver le bon état écologique des milieux aquatiques à l’échelle de l’Europe. Transposée en droit français le 30 décembre 2006 à travers la loi sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA), la restauration et la protection de la qualité des eaux souterraines et de surface est devenue un objectif à atteindre. Toutefois, il a été laissé aux états membres concernés la liberté de parvenir à ce bon état selon leurs propres stratégies. La DCE définit le bon état écologique comme un faible écart à une situation de référence (Gob et al., 2014). S’il présente un fort éloignement à celle-ci, le milieu aquatique sera considéré comme dégradé. Il s’agit donc de déterminer quelles références prendre en considération pour évaluer les masses d’eau.
L’évaluation qualitative des eaux de surface repose sur deux domaines d’étude : l’état écologique et l’état chimique (Figure 1). « L’État chimique d’une masse d’eau de surface est déterminé au regard du respect des Normes de Qualité Environnementales (NQE) par le biais de valeurs seuils » (eaufrance, 2019). L’État écologique a quant à lui pour objectif d’aborder l’écosystème dans son ensemble et repose sur trois critères qualitatifs : la biologie (composition des biocénoses aquatiques), la physico-chimie de l’eau (oxygène, température, …) et l’hydromorphologie (qualité physique du milieu). Pour chacun de ces éléments, la qualité est définie sur la base d’indicateurs. Ceux-ci doivent répondre à un niveau d’exigence fixé pour attester du bon état du milieu aquatique.
Figure 1 : Critères de détermination du bon état des eaux de surface
Source : Agence française pour la biodiversité Jusqu’à récemment, il n’existait que peu d’indicateurs pour l’évaluation hydromorphologique des cours d’eau. Le nouveau cadre réglementaire induit par la DCE en a permis le développement et l’initiation d’une réflexion sur les référentiels dans ce domaine.
Le fonctionnement hydromorphologique et ses altérations
Un cours d’eau se définit comme « un système naturel assurant la collecte, le transfert, l’évacuation ou le stockage des eaux de ruissellement et des matériaux minéraux ou organiques issus de l’érosion» (eaufrance, 2019). Il s’agit de milieux dynamiques dans lesquels trois types de connectivité, c’est-à-dire les processus d’échange et d’interaction qui s’opèrent entre les habitats aquatiques ou terrestres, sont recensés (Figure 2).
Une connectivité longitudinale reflète les échanges effectués entre l’amont et l’aval du chenal. Ces interactions peuvent avoir lieu au sein du même chenal ou entre le canal principal et ses affluents. Elles ont pour but la diffusion des organismes, la migration de poissons ou encore la dispersion de graines végétales et sont donc primordiales pour la sauvegarde de nombreuses espèces.
Une connectivité latérale désigne la dynamique existante entre le cours d’eau, les berges et la plaine alluviale notamment. Ainsi, celle-ci est essentielle pour bon nombre d’espèces telles que les amphibiens ou les insectes.
Une connectivité verticale traduit les échanges réalisés entre le cours d’eau et sa zone hyporhéique, c’est-à-dire l’ensemble des sédiments saturés en eau situés au-dessous du cours d’eau et sur lequel l’eau s’écoule et qui constitue donc une jonction entre eau souterraine et eau de surface. Elle s’avère importante pour de nombreux organismes ainsi que pour les eaux souterraines.
Table des matières
Liste des abréviations
Introduction
I Contexte scientifique et sites d’études
I.1 DIRECTIVE CADRE SUR L’EAU ET ALTERATION MORPHOLOGIQUE DES COURS D’EAU
I.1.1 UN ACTE JURIDIQUE POUR UNE POLITIQUE DE L’EAU AU SERVICE DU BON ETAT ECOLOGIQUE
I.1.2 LE FONCTIONNEMENT HYDROMORPHOLOGIQUE ET SES ALTERATIONS
I.1.3 DES OUTILS D’ANALYSE NATIONAUX : CARHYCE ET SYRAH
I.2 GEOMETRIE DU LIT A PLEINS BORDS
I.2.1 PARAMETRES A PLEINS BORDS : ELEMENTS DE DEFINITION
I.2.2 INTERET POUR LA CARACTERISATION ET LA COMPARAISON DES COURS D’EAU
I.3 LIDAR ET MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN
I.3.1 PRINCIPE DES TECHNOLOGIES LIDAR
I.3.1.1 GENERALITES
I.3.1.2 LE LIDAR TOPOGRAPHIQUE, BATHYMETRIQUE ET TOPO-BATHYMETRIQUE
I.3.2 MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN.
I.3.2.1 ÉLEMENTS DE DEFINITION
I.3.2.2 RGE ALTI
I.3.2.3 DESCRIPTION DES DONNEES UTILISEES
I.4 PRESENTATION DU SITE D’ETUDE
I.4.1 LOCALISATION
I.4.2 CARACTERISTIQUES GEOMORPHOLOGIQUES ET HYDROLOGIQUES
II Méthodes
II.1 METHODES EXISTANTES DANS LA LITTERATURE
II.1.1 CALCUL DE LA PROFONDEUR HYDRAULIQUE
II.1.2 RECHERCHE DE LA COURBURE MINIMALE DU RELIEF
II.1.2.1 IDENTIFICATION DES TRONÇONS HOMOGENES ET DES PLAINES ALLUVIALES ASSOCIEES
II.1.2.2 GENERATION DES TRANSECTS
II.1.2.3 CARACTERISATION DE LA LARGEUR DE LA BERGE
II.1.3 RESULTATS ET LIMITES DU CALCUL PAR PROFONDEUR HYDRAULIQUE
II.2 METHODE MISE EN PLACE
II.2.1 PRINCIPE GENERAL ET MISE EN OEUVRE
II.2.1.1 LES GRANDES ETAPES
II.2.1.2 SECTEUR TEST POUR L’ELABORATION DE LA METHODE
II.2.1.3 L’ENVIRONNEMENT SPATIAL DANS R
II.2.2 GENERATION DES TRANSECTS
II.2.2.1 RE-CALCUL DE LA LIGNE CENTRALE
II.2.2.2 POSITIONNEMENT ET CALCUL DES SEGMENTS PERPENDICULAIRES A LA LIGNE CENTRALE
II.2.2.3 EXTRACTION DES ALTITUDES
II.2.3 DETERMINATION DU NIVEAU A PLEINS BORDS SUR UN TRANSECT
II.2.3.1 CALCUL DE LA PROFONDEUR HYDRAULIQUE
II.2.3.2 LISSAGE
II.2.4 COMPARAISON DE CRITERES DE SELECTION DE LA RUPTURE DE PENTE
II.2.4.1 AMPLITUDE LA PLUS GRANDE
II.2.4.2 ALTITUDE LA PLUS PROCHE DU TRANSECT PRECEDENT
II.2.5 CALCUL DES LARGEURS MOYENNES PAR TRONÇON
III Résultats, discussion et perspectives
III.1 ÉVALUATION QUANTITATIVE PAR COMPARAISON AVEC UNE EXPERTISE
III.2 ÉVALUATION QUALITATIVE
III.2.1 ANALYSE DES CRITERES DE SELECTION
III.2.2 LIMITES SUR DES ZONES COMPLEXES
III.2.2.1 ZONES A GRAVIERES
III.2.2.2 ZONES A CHENAUX MULTIPLES
III.3 CARTOGRAPHIE DES LARGEURS A PLEINS BORDS MOYENNEES
III.4 VALIDATION EXTERNE : APPLICATION A UN AUTRE COURS D’EAU
III.4.1 ACQUISITION DES DONNEES
III.4.2 ÉVALUATION COMPARATIVE
III.5 PERSPECTIVES
III.5.1 MATERIALISATION D’UNE LIGNE CENTRALE DIRECTEMENT A PARTIR D’UN MNT
III.5.2 ANALYSE DE L’EFFET DE LA RESOLUTION DU MNT
III.5.3 GRAVIERES ET RESERVOIRS
III.5.4 CALCUL DE LA PROFONDEUR A PLEINS BORDS
Conclusion
Bibliographie
