Arasement et dérasement de seuils. Aide à la définition de Cahiers des charges pour les études de faisabilité. Compartiments hydromorphologie et hydroécologie

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASAREUn projet d'arasement ou de dérasement de seuil doit s'accompagner, en fonction de sa situation et des enjeux concernés, d'une étude de faisabilité permettant de passer en revue les conséquences potentielles de cette opération et de vérifier si le projet est techniquement réalisable. Un certain nombre d'éléments doivent être pris en compte qui permettront de déterminer les avantages et les inconvénients du projet considéré, que ce soit au niveau du fonctionnement hydromorphologique et écologique du cours d'eau, mais également du point de vue sociétal et des services rendus par les écosystèmes. Le présent rapport dresse un inventaire des éléments à prendre en compte préalablement à une opération d'arasement ou de dérasement

Description standardisée des principaux faciès d'écoulement observables en rivière : clé de détermination qualitative et mesures physiques

National audienceThe direct visual appreciation of geomorphologic unit (GU) in running waters is always delicate. Some misinterpretation is frequent among different observers. To standardized the GU description, we proposed a decision key, based on expert experience. The first discriminative variables are the water depth (limit at D=60cm) and water velocity (limit at V = 30cm/s). They are easily observable at an average interannual low flow. Else complementary criteria are also argued, particulary the transversal water profile. Any operating advices are also given. In order to link GU and biology, it is advisable to take into account the hydrology as a dynamic physical control factor of the aquatic system. Quantitative measurements are usefull to workwith the hydraulic geometry equations. These equations linked width, depth, velocity with discharge. All of them are more pertinent variables to rely physics and biology.La détermination visuelle des facières des cours d'eau lors d'une visite de terrain est toujours délicate. Elle peut donner lieu à des appellations et des interprétations différentes de la part de plusieurs observateurs. Afin de mieux standardiser ce type d'observation, nous proposons une clé de détermination empirique basée sur une expérience d'expert. Cette clé est applicable en l'état pour les cours d'eau de taille moyenne à grande (jusqu'à plus de 100m de large) mais peut demander des adaptations pour les très petits cours d'eau (largeur inférieure à 2 m). Les variables discriminantes de premier niveau conseillées sont la hauteur d'eau (supérieure ou inférieure à 60 cm) et la vitesse d'écoulement (supérieure ou inférieure à 30 cm/s). Elles sont facilement observables lors d'un étiage moyen. D'autres critères complémentaires sont également discutés comme la forme du profil en travers. Des conseils opératoires sont prodigués. Lorsque l'on veut établir un lien entre la nature des faciès et la biologie, il est prudent de tenir compte également de l'hydrologie et donc de la dynamique temporelle des variables physiques d'habitat. Les mesures quantitatives simples proposées permettent de renseigner les équations de géométrie hydraulique qui établissent les relations entre la largeur mouillée, la hauteur d'eau, la vitesse et le débit, grandeurs plus pertinentes pour établir un lien avec la biologie

Eléments pour une harmonisation des concepts et des méthodes de suivi scientifique minimal. Volets hydromorphologie hydroécologie. Pôle Hydroécologie des cours d'eau ONEMA Cemagref Lyon MAEP-LHQ

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARELe présent rapport fait suite à une demande de la Direction du Contrôle des Usages et Action Territoriale (DCUAT) de l’Onema Il a pour but de présenter les principes qui devraient guider de manière homogène à l’échelle nationale, la mise en place de suivis scientifiques minimaux d’opérations de restauration hydromorphologique de portions de cours d’eau

Dynamique fluviale et dynamique écologique

The main laws of fluvial dynamics are reviewed. They are part of the dynamic equilibrium principle which rules water stream physical evolution. In a fluvial hydrosystem, lengthwise organization gradient, is added to a strong lateral gradient which is accompanied by typical biotopes. The biological processes do adjust to this complementarity of physical forms and to their dynamics. The physical changes associated to the congestion of water streams can lead to more or less deep degradations of the ecological dynamics. The difficulty of measuring and demonstrating these degradations on a local basis must not be a reason for overseeing this fact. For example, a morphological division of the Loire between Villerest and Nevers classifies the different sections with regards to their physical dynamics. The maintenance of sections of a significant length, with an active dynamics, gives an originality characteristic in the European context to this section of the Loire, upstream from the bec d'Allier. In terms of management, the question is to know how to define a principle of freedom space preservation for water streams in order to preserve this type of sections. / Les principales lois de la dynamique fluviale sont rappelées. Elles participent au principe d'équilibre dynamique qui régit l'évolution physique des cours d'eau. Dans un hydrosystème fluvial, au gradient d'organisation longitudinal s'ajoute un fort gradient latéral qui s'accompagne de biotopes typiques. Les processus biologiques s'ajustent à cette complémentarité des formes physiques et à leur dynamique. Les modifications physiques associées au confinement des fleuves peuvent conduire à des altérations plus ou moins profondes de la dynamique écologique. La difficulté de la mesure et de la mise en évidence locale de ces dégradations ne doit pas être un alibi pour occulter cette réalité. A titre d'exemple méthodologique, une sectorisation morphologique du fleuve Loire entre Villerest et Nevers classe le statut de différents tronçons vis à vis de leur dynamique physique. La subsistance de tronçons à dynamique active, d'une longueur significative, confère à cette portion de Loire en amont du bec d' Allier un caractère d'originalité dans le contexte européen. En matière de gestion, se pose la question de savoir comment instaurer et mettre en oeuvre un principe de préservation d'espace de liberté pour les cours d'eau afin de conserver ce type de tronçons

Méthodologie de description et quantification des variables morphodynamiques d'un cours d'eau à fond caillouteux : exemple d'une station sur la Fillière (Haute-Savoie)

National audienceThe functioning of running water ecosystems is controlled by the interaction of several physical parameters, the knowledge of which is being improved. Currently, the CEMAGREF de LYON is developing a methodology allowing the description and the modelling of three of these parameters which have been selected on the basis of their importance for the biotic communities, namely, i stream velocity, ii water depth, iii bed material. A division of the study reach into discrete cells provides a differenciated picture of the spatial variability of the hydrodynamic parameters measured at a given discharge, the mathematical modelling of water level integrates time variability. A reach on the Filliere river (Northern French Alps) examplifies this method.Une bonne connaissance du fonctionnement des écosystèmes d'eau courante nécessite la prise en considération d'un certain nombre de variables physiques supposées les régir. Le CEMAGREF de LYON développe actuellement un méthodologie permettant de décrire et de modéliser trois de ces variables jouant un rôle essentiel pour la communauté biotique : la vitesse du courant, la hauteur d'eau et la granulométrie du lit. Un découpage de la station en cellules discrètes permet d'obtenir une image claire de la variabilité spatiale des conditions hydrodynamique observées, un modèle mathématique de calcul de ligne d'eau autorisant l'appréciation de leur variabilité temporelle. L'exemple d'une station étudier sur un cours d'eau de montagne donne une bonne idée des résultats ainsi obtenus

Eléments d'hydromorphologie fluviale appliquée

International audienc

Eléments d'hydromorphologie fluviale appliquée

International audienc

Approche typologique de l'impact des aménagements de rivière sur les habitats et les peuplements piscicoles : aide à l'application de l'article L232-3 du Code Rural, rapport final

This report contains a synthesis of the aquatic habitat structure and morphogenesis in running water ecosystems. The physical and ecological impact of stream and river channelization are reviewed with emphasis on the reversibility according to stream power and artificial structure. / Après un exposé des notions fondamentales concernant l'habitat aquatique, la géomorphologie fluviale et la dynamique des habitats aux différentes échelles, une typologie des aménagements de rivière est proposée. Les impacts de la chenalisation sur le milieu physique sont détaillés, avec un accent particulier sur le rôle de l'énergie dans la réversibilité des impacts. Les impacts écologiques sont synthétisés d'après une revue bibliographique

SYstème Relationnel d'Audit de l'Hydromorphologie des Cours d'Eau SYRAH_CE. ATLAS A LARGE ECHELLE V2.0

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARELa mise en en oeuvre de la Directive Européenne Cadre sur l'Eau et le besoin récurrent de disposer d'un outil d'analyse du fonctionnement et de l'état physique des cours d'eau sont à l'origine de l'élaboration de méthodes permettant la caractérisation à large échelle du fonctionnement physique des milieux aquatiques dans un objectif de mise en oeuvre d'actions pour l'atteinte du bon état écologique. Le SYstème Relationnel d'Audit de l'Hydromorphologie des Cours d'Eau (SYRAH-CE) est construit à partir d'une approche « descendante », (« top-down »), appuyée sur l'organisation hiérarchique du fonctionnement des milieux aquatiques au sein de leur bassin versant. La première étape de construction de cet audit consiste à réaliser un cadre à large échelle de description des aménagements et usages, soit susceptible d'être à l'origine des travaux et aménagements (pressions), qui seront analysés à une échelle plus fine, soit documentant au mieux ces pressions elles-même, quand les information précises ne sont pas disponibles. L'Atlas est constitué d'un ensemble de couches géographiques regroupées en fonction des ensembles d'altérations physiques identifiées en première phase : altération de flux solides, altération de flux liquides, et altération de la morphologie, résultant, dans la majorité des cas, du déséquilibre entre ces deux derniers. L'Atlas mobilise des données homogènes et disponibles à l'échelle du territoire national relatives à l'occupation des sols (Corine Land Cover), aux activités économiques (recensement Général de l'Agriculture, barrages et plans d'eau, infrastructures), ainsi qu'à certains phénomènes particuliers jugés déterminants (cartographie des risques d'érosion des sols par l'INRA ,1988). Cet ensemble de cartes, utilisable à une échelle de bassins versants (ensemble de cours d'eau, au-delà de 100 km2), a pour objectif d'aider à l'appréciation des gradients de pression d'origine anthropique sur un grand territoire, et de mettre à disposition des acteurs un « filtre » de lecture des risques d'altération des cours d'eau

Impacts écologiques de la chenalisation des rivières

[Departement_IRSTEA]GMA [TR1_IRSTEA]GMA2-Déterminants physiques du fonctionnement des hydrosystèmes d'eau couranteRiver channelization encompasses all methods of engineering aimed to reduce flood by resectioning, straightening and smoothing the river bed. Stabilization structure such as embankments and steps, as well as dredging and tree clearance are often included in engineering projects. Impact of channelization appears among the most harmfull to stream ecosystem functioning. Biological impacts are particularly severe and remanent. Fish biomass is reduced by 80% or more in many cases, and large size fish are the most impacted. Physical impacts are not reversible by natural processes if stream power lies below a given threshold. The biological system cannot recover as long as the physical structure remains altered. In some regions, the problem affects a majority of river streches. The present report explains the scientific basis to evaluate properly the ecological impact of river engineering. It deals with 1) the ecological concept of aquatic habitat, 2) basic principles of fluvial geomorphology, 3) a classification of engineering works, 4) their physical impact, 5) the reversibility of these impacts, 6) impacts on ecosystem functioning, 7) impacts on aquatic habitats and biota, based on literature rewiew and new case studies in France. Finally, 8) an index of river artificialization L.I.T. is proposed for previsional evaluation of the ecological impact of any river engineering project.Le terme de chenalisation englobe tous les aménagements de rivières visant à accélérer l'écoulement par surdimensionnement et simplification de la géométrie des lits mineurs, et réduction de la rugosité, dans le but de réduire les inondations. Des ouvrages de stabilisation (seuil, digues), et des actions d'entretien du lit (curage, dragage, nettoyage de la végétation) accompagnent souvent ces interventions. La chenalisation entraîne des effets parmi les plus destructeurs des équilibres écologiques et des processus fonctionnels des rivières. Les impacts biologiques sont particulièrement graves et durables. Les biomasses piscicoles sont réduites dans des proportions considérables, de l'ordre de 80 %, les poissons d'intérêt halieutique étant les plus affectés. Les impacts physiques sont irréversibles selon des processus naturels en dessous d'un seuil d'énergie potentielle en crue. Sans récupération de la structure et de la dynamique physique, il n'y a pas de récupération biologique. Dans certaines régions, cette situation concerne la majorité des cours d'eau. Le présent rapport explicite les bases scientifiques pour l'évaluation de l'impact écologique d'un aménagement de rivière. Sont abordés : 1 - Le concept écologique d'habitat aquatique, 2 - Les principes de morphodynamique fluviale, 3 - Une typologie des aménagements, 4 - Leurs impacts sur le milieu aquatique, 5 - La réversabilité de ces impacts, 6 - Les impacts sur le fonctionnement des écosystèmes, 7 - Les impacts sur les peuplements aquatiques, d'après la littérature et des études de cas en France. Enfin :8 - Est proposé un "indice L.I.T. d'artificialisation" pour évaluer à priori l'impact écologique des aménagements de type chenalisation