Nouvelles trappes à sédiment destinées aux milieux peu profonds vidangeables

Les mesures de taux de sédimentation en milieux aquatiques peu profonds sont rares et sont souvent réalisées à l'aide de méthodes inadaptées. Les trappes à sédiment utilisées ont au minimum 25 cm de haut. Par conséquent, pour beaucoup de milieux peu profonds, plus de 25 % de la colonne d'eau ne sont pas échantillonnés. Nous avons pallié ce problème en développant un réceptacle mis en place dans les sédiments et destiné à recevoir des trappes à sédiment cylindriques. Le sommet des trappes peut alors être situé à moins de 5 cm de la surface des sédiments. Ce système est utilisable pour des milieux de profondeur inférieure à cinq mètres. Nos résultats montrent que les trappes à sédiments généralement utilisées sous-estiment de 35 à 79 % du taux de sédimentation. Les particules négligées proviennent des flux sédimentaires primaire et secondaire.Sediment traps are a unique tool that can be used to investigate particle settling flux throughout the water column, whereas other methods such as sediment dating can only measure accumulation rates of bottom sediments. Several works on trapping efficiency have shown that cylindrical traps with height/diameter ratio greater than to 5 (10 in turbulent systems) are the more appropriate instruments to correctly measure the downward settling flux of particulate matter. Furthermore, traps with a diameter narrower than 5 cm should be avoided. It is well documented that bottle-type vessels overestimate the settling sediment whereas funnels and flat containers underestimate it. All this support the idea that an ideal trap must be at least 25 cm high, and in this sense, numerous studies investigating shallow aquatic systems have neglected a large proportion of the water column. Consequently, mechanical and biological processes occurring in this layer of the water column have not been taken into accountWe have overcome this problem with a structure composed of two parts (figure 2).The first part is a receptacle (bucket) buried in the sediment and intended to receive cylindrical traps. The top of the receptacle is placed 2 cm above the sediment. A guide made of a rope covered with a PVC tube is placed in the centre of the receptacle. This receptacle is intended to receive cylindrical traps whose tops stand less than 5 cm higher than the surface of the sediments.The second part is composed of seven cylinders (height/diameter ratio=10) which are fixed in a PVC disc 600 mm in diameter and 15 mm deep. The cylinders are placed around the central axis of the PVC disc. The bottom of the cylinders is closed with a removable polyethylene cap. Another cylinder, through which the guide can slide, is placed on the central axis. The bottom part of this last cylinder is ballasted with concrete. The stability of this second part, during both deposition and removal steps, is ensured by the low density of the PVC disc, the ballast at the bottom of the central cylinder, and the symmetry of the structure. This removable part may be lifted from the receptacle with three 2 mm diameter ropes attached to the PVC disc and fixed to a float. This apparatus may be used as deep as five meters.The sediment traps were tested in two extensively-managed fish ponds in North-Eastern France. Our investigations showed that tubes with a diameter between 26 and 140 mm could be efficiently used to estimate the sedimentation rate, whereas cylinders with a narrower diameter missed a large amount of particles. The use of tubes with a diameter above 50 mm, which is preferable for the study of turbulent systems, seems to allow the collection of sufficient sediment during a short period of time. We selected tubes with a diameter of 57 mm, which made it possible to handle them easily during the removal. Our investigations showed that in turbulent systems and for high sedimentation rates (> 5 kg·m-2 ·month-1), the top of the cylinders must be placed 1 cm above the top of the PVC disc. When considering low sedimentation rates (< 5 kg·m-2 ·month-1), we did not observe any significant differences between the cylinders placed 0 and 1 cm above the PVC disc.Complementary investigations were conducted in order to compare sedimentation rates estimated 1) by the apparatus we designed, in which the top of the cylinders was placed 5 cm above the sediment surface, 2) by traditional traps (57 mm in diameter and a height/diameter ratio of 5) in which the top of the cylinders was 28.5 cm above the sediment surface.These results showed that in shallow systems (1.2 m deep), traditional traps underestimate the downward settling flux of particulate matter by 35 to 79%. Furthermore, we compared the organic matter content of the sediment collected by the two types of traps with the organic matter content of bottom sediment, suspended particles, and submerged macrophytes. Results showed that the underestimation of particles was not only due to the resuspension of bottom sediment, but also to the sedimentation of phytoplankton and submerged macrophyte fragments which are not collected by the traditional traps

Rapport III.4 Approches successives dans le contrôle de l’eutrophisation d’une rivière : le Doubs, la Moselle et la Meuse

The quantity of phytoplankton biomass of a river is used as a simple criterion to measure the eutrophication level. The various mechanisms governing phytoplankton growth are described and a computational routine is used to draw abaci which explain the various actual situations observed in French rivers ; this computational routine is also applied to help defining treatment programs or to forecast the alterations due to river harnessing. Examples are given for the Meuse, Moselle and Doubs rivers.La quantité de biomasse phytoplanctonique d'une rivière constitue un critère simple de mesure de son eutrophisation. Après avoir décrit les mécanismes régissant le développement du phytoplancton, un code de calcul est utilisé pour tracer des abaques qui expliquent la variété des situations réelles observées dans divers cours d'eau ; ce code de calcul est aussi exploité pour aider à définir les programmes d'assainissement ou bien prévoir les modifications induites par la création d'aménagements. Des exemples sont donnés pour la Meuse, la Moselle et le Doubs.Gosse Ph., Gras Raymond, Salleron J. L., Leglize L. Rapport III.4 Approches successives dans le contrôle de l’eutrophisation d’une rivière : le Doubs, la Moselle et la Meuse. In: L'impact des activités humaines sur les eaux continentales. Dix neuvièmes journées de l'hydraulique - Question I, II, III, IV, V et Compte rendu des séances. Tome 3, 1986

Végétation fixée et phosphore en petit cours d'eau. Conséquences d'une réduction des apports de phosphore

Le cours d'eau du Vair, affluent de la Meuse, reçoit des effluents phosphorés dès l'amont, dans un contexte géologique complexe déterminant une forte minéralisation des eaux. D'autre part, son lit est fortement dégradé par un aménagement antérieur (curage, recalibrage). Un développement important d'algues filamenteuses et de potamot pectiné à l'amont influence notablement la qualité de l'eau. De plus, on constate dans ce cours d'eau des blooms à Diatomées s'étendant jusqu'en Meuse aval. Une réduction des apports de phosphore a été envisagée et mise en oeuvre. Un suivi de ces rejets et de leur impact sur la végétation a été mis en place en 1987 et 1988. Les résultats mettent en évidence une diminution importante des flux de phosphore. Toutefois, on ne remarque pas de modification immédiate des descripteurs de la végétation. En revanche, l'étude du profil longitudinal de la rivière rend compte d'une amélioration sensible de la qualité générale du cours d'eau de l'amont vers l'aval. Des actions permettant des réductions supplémentaires de ces apports et la restauration du lit sont engagées pour prolonger cette démarche qui restait encore insuffisante pour avoir un impact sur les proliférations végétales observées

Vidange des étangs piscicoles : contraintes réglementaires et d'exploitation et Incidences environnementales (Emptying of extensive fishponds : practices, control and environnemental incidences)

Most of the fishponds are several hundred years old and subjected to various economical and ecological purposes. The draining period event during fish farming management affects negatively the fishpond image by its harmful characters towards the ecological affluent continuum. The lawful framing of this activity and its consequences for the environment are reported. They integrate socio-professional, hydrological and hydrobiologic approaches in order to appreciate exploitation pressure and risk management.L'étang piscicole, patrimoine souvent séculaire, a malgré ses forts enjeux économiques et écologiques, une image souvent négative, liée aux effets prévisibles des vidanges pour le continuum écologique de l'affluent. Pourtant, cette phase est une étape essentielle de la gestion piscicole. Son encadrement réglementaire et ses conséquences pour l'environnement sont rapportées en intégrant des approches socioprofessionnelles, hydrologiques et hydrobiologiques pour apprécier les contraintes d'exploitation et la gestion des risques.Masson G., BANAS D., FRANÇOIS D., Cizel O., Leglize L., Didier S., Corbonnois Jeannine. Vidange des étangs piscicoles : contraintes réglementaires et d'exploitation et Incidences environnementales (Emptying of extensive fishponds : practices, control and environnemental incidences). In: Bulletin de l'Association de géographes français, 82e année, 2005-2 ( juin). Territoires ruraux centre-européens / Lacs, étangs et zones humides. pp. 224-233