Conséquences écologiques des curages dans les bassins de retenue

CAHIER DE L’ENVIRONNEMENT N° 219

Pêche

Office fédéral de l’environnement, des forêts et du paysage OFEFP

CAHIER DE L’ENVIRONNEMENT N° 219

Pêche

Conséquences écologiques des curages dans les bassins de retenue

Recommandations pour la planification et l’exécution des mesures d’accompagnement

Publié par l’Office fédéral de l’environnement, des forêts et du paysage OFEFP Berne, 1994

Auteurs Stefan Gerster, Peter Rey HYDRA, Büros für angewandte Hydrobiologie Berne – Constance

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Conséquences écologiques des curages de bassins de retenue

2 Les bases légales en Suisse

2.1 Généralités

Les opérations de dévasement de retenues ne sont pas réglementées de façon détaillée dans notre pays. En effet, la loi fédérale sur la police des edux (RS 721 . I O ) stipule uniquement que la sécurité de la population doit être garantie en aval des barrages. Quant au RBgiement concernant les barrages (RS 721.102), il oblige les exploitants à contrôler périodiquement le fonctionnement des vannes de fond (et des autres dispositifs), afin d'assurer l'abaissement rapide du plan d'eau en cas de danger (crue, guerre, formation de fissures dans le barrage, etc.). La loi sur la protection des eaux (RS 81 4.20), elle, exige la prévention des atteintes nuisibles aux eaux; pour sa part, la loi fédérale sur la pêche (RS 923.0) traitefidans le chapitre consacré à la "protection des biotopes", de l'autorisation (obligatoire) pour les interventions techniques, délivrée par l'autorité cantonale compétente en matière de pêche. L'ancienne loi sur la protection des eaux du 8 octobre 1971 ne contenait aucun article sur" les curages. Les autorités cantonales disposaient donc d'une grande marge de manoeuvre pour évaluer les demandes et comblaient ce "vide juridique" en se référant de temps à autre à l'ordonnance sur le déversement des eaux usées (ODEU, RS 8 14.225.21 ) et, plus précisément, aux exigences pour le déversement dans les eaux qu'elle prescrit (GARTMANN 1990, notamment). L'ODEU donne quelques indices sur d'éventuelles prescriptions en matière de purge. Cellesci pourraient toutefois concerner uniquement l'évacuation des eaux chargées de matières en suspension. Or, les valeurs limites fixées par cette ordonnance pour les "matières insolubles totales" et pour les "matières décantables" sont largement dépassées en cas de purge, voire même le reste du temps. B

Cela étant, il s'agit de faire une distinction entre le déversement des eaux usées et les opérations de dévasement et de partir du principe que I'ODEU n'est pas applicable pour ces dernières. La nouvelle loi sur la protection des eaux, en revanche, réglemente désormais le curage et la vidange des bassins de retenue.

Loi sur la protection des eaux! LEaux

Art. 40 Curage et vidange des bassins de retenue

1 Lors du curage et de la vidange des bassins de retenue ou lors du contrôle des dispositifs de vidange de

l'eau et d'évacuation des crues, l'exploitant de l'ouvrage veille, dans toute la mesure du possible, à ne pas porter atteinte à la faune et à la flore dans la partie aval du Gours d'eau. Il ne peut effectuer un curage ou une vidange qu'avec l'autorisation du canton; l'autorité qui délivre celle-ci consulte les services intéressés. Si des curages ou des vidanges périodiques sont nécessaires à la sécurité de l'exploitation, l'autorité se borne à fixer le moment de l'opération et son mode d'exécution. Si, lors d'événements extraordinaires, l'exploitant doit immédiatement abaisser le niveau des eaux de la retenue pour des motifs de sécurité, il en informe sans retard l'autorité qui délivre l'autorisation.

2 Les bases legales

L'exécution de ces dispositions - qui laissent une grande marge d'appréciation - incombe aux autorités cantonales chargées de délivrer les autorisations, qui doivent veiller au bon déroulement des opérations, eu égard aux différents écosystèmes qui peuvent être touchés, à savoir: le milieu aquatique (bassin mis à sec, tronçon à débit résiduel en aval, etc.), le sol et l'air, auxquels de graves atteintes peuvent être portées selon les méthodes alternatives utilisées (cf. chapitre 3.4) pour évacuer les dépôts de sédiments (au moyen de suceuses à sédiments, recommandées dans le message relatif à la nouvelle LEaux, p. ex.), ainsi que les nuisances sonores.

2.2 Réalementations cantonales

Les autorités cantonales chargées de délivrer les autorisations de curage ou de vidange (service de la pêche, de la protection des eaux, inspectorat de la pêche, etc.) déterminent la période durant laquelle l'un ou l'autre peuvent être effectués et imposent le mode d'exécution ainsi que les valeurs limites à ne pas dépasser (en règle générale, uniquement pour la concentration de matières en suspension). Elles prescrivent également des mesures préventives afin de protéger les organismes vivants (évacuation des poissons, interruption du repeuplement, etc.) et de pallier les risques inhérents aux crues (dispositions relevant de la police des eaux). Les lois réglementant ces différents éléments varient selon les cantons (loi sur la pêche, loi sur la protection des eaux, etc.). Seuls les Grisons et le Tessin, nous l'avons vu, ont des réglementations concrètes, édictées par les gouvernements cantonaux. Des groupes de travail ont en effet été chargés d'élaborer des directives dont la fiabilité a été contrôlée dans la pratique. Le canton des Grisons a fixé les modalités dkxécution de curage et de vidange en 1984 (décision gouvernementale no 642) et le Tessin en 1987 (directive no 760). Les deux réglementations prévoient notamment:

a) de garantir la sécurité des hommes, des animaux et des biens; b) de protéger et ménager l'environnement, plus spécialement les zones aquatique et riveaine, ainsi que tous les éléments qu'elles abritent;

C) d'empêcher les dépôts (qui réduisent la capacité aux débits de crue) ainsi que l'érosion des rives et du fond en aval des bassins de retenues.

On y trouve des indications très précises sur la période au cours de laquelle les purges peuvent être effectuées (protection de la faune piscicole), mais aussi sur les techniques à mettre en oeuvre (p. ex. vitesse d'ouverture et de fermeture des vannes et autres dispositifs d'obstruction) ou encore (au Tessin seulement, CONCA 1990) sur la conceAtration maximale de matières en suspension en aval du barrage.

Conséquences 6cologiques des curages de bassins de retenue

Rénales et resaonsabilité civile

Les articles inscrits dans les lois fédérales sur la pêche et sur la protection des eaux stipulent que l'exploitant de l'ouvrage est responsable des dommages occasionnés par un curage et ce, même s'il a exécuté ce dernier conformément aux.directives qui lui ont été imposées lors de l'octroi d'autorisation. En cas d'infraction intentionnelle ou de négligence - exécution d'un curage sans autorisation, par exemple -,l'exploitant peut être condamné à payer une amende ou à purger une peine de prison allant jusqu'à six mois. Quant à la responsabilité civile qui, conformément aux nouvelles lois fédérales sur la pêche et sur la protection des eaux, consisterait à réparer tous les éléments endommagés (morphologie du fit de la rivière, animaux dont se nourrissent les poissons, effectif piscicole, etc.), elle se limite habituellement au remplacement de la faune piscicole. L'estimation des dommages prend plus particulièrement en compte: a) la diminution de rendement dans les eaux piscicoles endommagées; b) le coût des mesures requises pour rétablir la situation initiale; C) le coût des activités nécessaires pour réparer les dommages.

3.1 Les problhmes de sbdimentation

3 Nécessité des curages et méthodes alternatives

Le dépôt de sédiments et leur évacuation posent une série de problèmes, objets du présent chapitre. Nous n'entrerons cependant pas dans le détail des multiples aspects hydrauliques et techniques, pour lesquels nous vous renvoyons à la littérature spécialisée (VISCHER 1981, p. ex.).

3.1 Les ~roblèmesde sédimentation

En créant un bassin de retenue, on interrompt la dynamique naturelle des particules solides dans la portion de rivière retenue. Le matériel charrié et les matières en suspension se déposent continuellement dans le bassin: les particules les plus grossières s'accumulent à la racine de la retenue où elles forment un delta et les particuks plus fines à l'aval immédiat du barrage (fig. 3.1 1. L'atterrissement de la retenue est un problème important car, selon la capacité du bassin et le taux de déposition, la sûreté du barrage peut être compromise et sa fonction même peut être mise en question. Le risque est particulièrement important lorsque les vannes de fond, obstruées par des sédiments fins, ne peuvent plus fonctionner normalement e t lorsque la sédimentation engendre une forte poussée qui s'ajoute à la pression hydrostatique. En outre, le bon fonctionnement d'une retenue est entravé par la perte de volume utilisable et par l'obstruction de la conduite d'amenée (prise d'eau menant aux conduites forcées e t aux turbines).

formation d'un delta par l'accumulation de matériaux solides !!9Ski& / cote de la retenue

dépôt sous l'action Fia. 3.1 : Types d'atterrisse- des courants de densité ments dans une retenue. (Illustration tir& de VISCHER

Le volume des sédiments dans une retenue dépend principalement du taux d'érosion du bassin versant et des possibilités de rétention naturelles et techniques des particules solides charriées par le cours d'eau. Le degré d'érosion et de dénudation, fonction des conditions géologico-pétrographiques et de la végétation (AMMANN19871, du climat (qui agit sur la décomposition), des conditions hydrologiques (précipitations, longueur du réseau fluvial, formation de glacier) et du relief, ne représente cependant pas la totalité du volume sédimentaire de la retenue, car une partie des fines matières en suspension et des substances dissoutes traversent sans arrêt les bassins (VISCHER1981) ou s'y déposent en amont déjà. Les valeurs calculées (par le biais de mesures effectuées dans le delta ou à partir des particules solides) pour l'apport en provenance du bassin versant sont, en Suisse, de l'ordre de

13 J

Conséquences écologiques des curages de bassins de retenue

0,02 à 5 mmlan au maximum (AMMANN 1987, LAMBERT1987, VISCHER 198 1). 11 convient de relever que les résultats enregistrés par ces auteurs dans différents bassins versants varient fortement. LAMBERT(1987) par exemple, fait état de valeurs moyennes s'élevant à 0,25 mmlan pour la Suisse.

3.2 Mesures permettant de réduire I'atterrissement

L'atterrissement des bassins de retenue peut être ralenti par le biais de mesures préventives (choix de l'emplacement approprié, récupération des sédiments évacués). D'autre part, les sédiments accumulés peuvent être évacués de facon permanente ou périodique (VISCHER 19811.

Emplacement adéquat de la retenue En construisant le barrage dans une vallée latérale, on peut l'alimenter avec de l'eau exempte de matériaux solides captée dans la vallée principale, voire dans d'autres vallées latérales (réseau de retenues, exploitation en parallèle). L'apport de matériaux solides est s alors minime, puisque le bassin versant direct est de petite dimension. Toutefois, les petites fractions granulométriques ne peuvent, elles, pas être retenues dans les prises d'eau, si bien qu'il est impossible de réduire l'apport de matières en suspension dans la retenue.

Diminution du phénomène d'érosion et blocage des matériaux charriés II est possible d'atténuer l'ampleur du phénomène d'érosion dans le bassin versant par le biais de plantations (reboisement), d'ouvrages de terrassement des pentes, de corrections des torrents et des rivières, etc. Ces mesures sont cependant coûteuses et ne portent leurs fruits qu'après des années, voire des décennies.

barrage principal

Fia. 3.2: Vue d'une retenue galerie de vidange /' équipée d'un pré-barrage. Une galerie de vidange se déverse à l'aval du barrage principal.

On peut également réduire le volume du charriage de fond par la construction de dépotoirs à l'amont inmmédiat du bassin ou dans le bassin versant. Cette méthode est particulièrement recommandée pour les torrents à fort taux d'érosion. Autre possibilité encore: installer une préretenue à la racine de la retenue; combinée avec une galerie de dérivation, elle constitue une protection efficace contre les gros apports de particules solides en cas de crues (fig. 3.2).

3.3 Techniques d'évacuation des sédiments

Création d'un réservoir dans le bassin de retenue Ce procédé consiste à ajouter au volume utilisable de la retenue, au moment de la construction, un réservoir dimensionné (p. ex., en fonction du taux de sédimentation escompté pour la durée de la concession), sans oublier d'inclure le delta qui se formera et les autres facteurs de sédimentation possibles. Le plus souvent, on utilise à cette fin la partie de la retenue située au-dessous de la cote de captage ( = espace mort), où seules les fines particules se déposent.

Evacuation régulière des sédiments L'installation de dragues à godet ou de suceuses à sédiments - stationnaires ou mobiles - permet d'évacuer les sédiments en permanence ou à intervalles réguliers et, ce faisant, de ralentir, voire d'éviter, le processus de sédimentation. Toutefois, les matériaux dragués, qui contiennent une forte proportion de matières en suspension (boueuses), ne peuvent pas être réutilisés comme matériau de construction, au même titre que les fractions provenant du charriage de fond: ils doivent être mis en décharge. Outre les coûts ainsi occasionnés; cette méthode génère souvent plus d'inconvénients (pollution du sol et de l'air, nuisances pour la population (bruit) lors de I'évacuation et du transport à la décharge) qu'une opération de dévasement (cf. chapitre 3.4).

Curage de la retenue Tout ou partie des sédiments peuvent être évacués par les vannes de fond, selon divers modes exposés ci-après.

3.3 Techniaues d'évacuation des sédiments

Il existe plusieurs techniques de curage. Le choix en faveur de l'une ou de l'autre dépend de I'objectif visé, mais aussi des spécificités du barrage: construction proprement dite, organes d'écoulement et autres paramètres d'ordre technique (galeries de déviation, dispositifs d'apport d'eau supplémentaire, etc.). Les méthodes présentées ici ne peuvent bien-évidemment pas refléter la grande variabilité de caractéristiques propres'à chaque retenue. Pour ce qui est de I'objectif visé, on distingue deux cas fondamentaux, qui requièrent tous deux l'utilisation des vannes de fond et ont pour conséquence l'évacuation des sédiments fins:

a) la purge des sédiments accumulés à proximité des organes d'écoulement ensablés (sans abaisser le niveau d'eau), afin de garantir le bon fonctionnement de ces dispositifs (conformément au Règlement concernant les barrages); Remarque: les simples vérifications de fonctionnement des vannes de fond ou des vannes-clapet, auxquelles on peut procéder par essai avec bcoulement, ne provoquent en principe pas I'évacuation des sédiments. Dans un premier temps, en ouvrant la vanne interne (cf. fig. 3.3, ( l ) ) , on remplit la chambre située entre les vannes interne et externe (2) d'eau; puis, dans un second temps, on referme la vanne interne et on ouvre la vanne externe, de facon que l'eau sorte de la chambre des vannes de fond.

b) l'abaissement du niveau ou la vidange complète de la retenue afin d'y effectuer des travaux de révision ou de redonner au bassin son volume total utilisable ("curage" proprement dit).

Conséquences écologiques des curages de bassins de retenue

Fia. 3.3: Coupe longitudinale d'une a vanne de fond equipee d'un puit d'injection permettant d'injecter suffisamment d'eau en cas d'obstruction. (Illustration tirée de VISCHER1 9 8 1 ) .-. . . -

Purge sous pression (cas a)

II arrive que l'on doive évacuer les sédiments situés à proximité des vannes de fond. II con- " vient alors de procéder à des purges de la vanne de fond, de courte durée. Le barrage étant plein et la vanne de fond, ouverte, la pression de I'eau et les remous du courant créent un entonnoir d'érosion (fig. 3.4). A l'aval immédiat de la retenue, la teneur en sédiments est généralement peu élevée et I'eau du bassin suffit à les diluer. Selon KRUMDIECKet CHAMOT (19811, il convient de munir le bassin d'un syphon ou d'un puit d'injection (fig. 3.3) afin que le volume d'eau soit suffisant pour désobstruer l'entrée de la vanne de fond desdépôts entraînés par aspiration. La vitesse d'afflux en amont de l'entrée diminuant rapidement, l'effet de la purge est la plupart du temps très limité dans le temps et dans l'espace: les sédiments réenvahissent relativement vite les lieux, et l'opération doit être répétée.

cote de la retenue

Fia. 3.4: Coupe longitudinale d'un barrage avec vanne de fond et prise d'eau au-dessus. Des petits curages effectues lorsque le lac est plein n'induisent qu'une érosion locale et n'élimine les sédiments que trés localement. (Illustration tirée de VISCHER1 9 8 1)

Purge avec abaissement du plan d'eau (cas b)

L'abaissement du niveau de la retenue est obtenu par un turbinage effectué aussi longtemps que possible. A ce stade déjà, les bancs de sédiments sont mis en mouvement. A l'ouverture de laldes vanne(s) de fond, une, quantité plus ou moins importante de sédiments fins - selon l'emplacement du cône de sédimentation (distance au barrage) - aboutit dans l'exutoire. Jusqu'à ce que la retenue soit totalement vide, il arrive qu'on enregistre des pics de matières en suspension, fonction du volume d'eau encore contenu dans le bassin. L'évacuation des sédiments de la retenue dure plusieurs jours. Elle s'effec-

3.4 Méthodes alternatives d'évacuation des sédiments

tue par l'action érosive des affluents ou. lorsque cela est possible (dans le? bassins de compensation en béton de plus petite dimension, par exemple), à l'aide d'excavatrices. Dans l'exutoire, la concentration de matières en suspension varie notablement, compte tenu du mode d'exécution du curage. En effet, l'eau de dilution, l'exploitation des périodes de crue ou de pluie, la vitesse d'ouverture/fermeture des vannes de fond et la mise en oeuure d'excavatrices jouent à cet égard un rôle déterminant. En règle générale, la Charge subie par' le troncon à débit résiduel en aval est grande, voire très grande, car les quantités de boues charriées sont considérables.

3.4 Méthodes alternatives d'évacuation des sédiments

L'exploitant d'une retenue doit être conscient des risques écologiques liés aux opérations de ' dévasement (cf. chapitre 4). Autrement dit, s'il prévoit qu'il ne lui sera pas possible de

respecter totalepent,ou partiellement les normes légales (LEaux, art. 401, il lui faut recourir à une autre méthode, qu'il choisira en prenant en compte non seulement tous les Ocosystèmes concernés (eau, sol, air, etc.), mais également les dépenses énergétiques et financières.

II existe en effet des variantes aux opérations de dévasement proprement dites.

Le dragage à sec - Evacuation des sédiments au moyen de dragues et de camions après mise à sec du bassin; Remarques: mesures de construction supplémentaires souvent nécessaires (voies d'accès, etc.); -.procédé utilisable le plus souvent uniquement dans des bassins (de compensation) de petite dimension au fond solide et plat.

Le dragage en retenue

Evacuation des sédiments par des dragues à godets, le bassin étant plein ou partiellement vidé; Remarques:
portée maximale des dragues: 20 m environ; procédé utilisé à ce jour essentiellement pour assainir les fossés, les étangs et les retenues en rivière, ainsi que pour redonner la profondeur d'eau nécessaire aux voies navigables et aux ports.

Le dragage par aspiration

Evacuation des sédiments au moyen d'appareils aspirateurs stationnaires (installés, p. ex., dans la ,partie antérieure du bassin, à proximité de la vanne de fond et de la prise d'eau) ou mobiles
La méthode utilisée par la société CTM Barrages à Malvilliers (anciennement: division "Hydro Vision" des Forces motrices neuchâteloises S.A.) permet de draguer jusqu'à 200 m de profondeur (PRALONG 1987). Les appareils ont une capacité moyenne de succion be

Cons6quences écologiques des curages de bassins de retenue

400 m3/h et aspirent ainsi près de 80% d'eau et 6 0 à 8 0 m3 /h de matières solides (diamètre granulométrique jusqu' à 6 0 mm). - Le dragage des sédiments par aspiration et dépôt dans l'exutoire permet de doser 'le volume que ce dernier peut recevoir (EWLE 1992a), ce qui n'est pas possible lorsqu'ils sont évacués par la vanne de fond. On peut toutefois, dans ce dernier cas, stocker la masse sédimentaire et la déposer dans I'exutoire par étapes, lorsque la situation hydrologique est favorable (période de crue). r

Remarques: le niveau d'eau ne doit pas être abaissé, afin de ne pas entraver la production d'énergie;

le dragage au moyen d'un aspirateur mobile a été utilisé pour la première fois en Suisse
avec succès - en 1982, dans la retenue de Lessoc (FR);
1'8vacuation du volume sédimentaire charrié lors du curage effectué en 1991 dans le bassin de compensation de Palagnedra - 170'000 m3 (OFIMA 1991b) - aurait .requis, avec cette méthode, un temps considérable (10 0 jours environ).

Ces trois méthodes de dragage permettent de réduire considérablement la charge des eaux en aval d'une retenue. Par contre, l'évacuation et la récupération des sédiments posent problème. Certes, il existe aujourd'hui des techniques de séparation et de déshydratation des matériaux et ce, pour des volumes quasi équivalents à la capacité d'aspiration décrite cidessus (500 m3/h, profil eau + sédiments), mais elles sont difficilement applicables dans les régions alpines (problèmes de transport et d'exiguïté). Par ailleurs, les sédiments ne peuvent pas toujours être utilisés comme matériaux de construction, car ils contiennent souvent une forte proportion de particules fines porteuses d'impuretés organiques "indésirables"; il faut alors trouver un emplacement approprié pour les mettre en décharge. On évite également de les épandre sur les terres cultivées, parce qu'ils risquent d'envaser et de compacter les sols. Outre les aspects techniques et les incidences écologiques (cf. chapitre 41, les facteurs suivants doivent également être pris en compte avant d'opter pour l'une ou l'autre méthode d'évacuation des sédiments:

transpart des matériaux: les voies d'accès existantes ont-elles une capacité suffisante? les nuisances sonores sont-elles supportables?
utilisation ou mise en décharge des matériaux;
bilan énergétique (consommation d'énergie requise pour l'extraction et l'évacuation).

En outre, l'exploitant de la centrale doit veiller à:

réduire au minimum le volume de sédiments;
prévoir dans son budget le coût supplémentaire engendré par les méthodes alternatives d'évacuation.

Le tableau 3.1 présente les différents procédés permettant d'évacuer les sédiments.et d'en éviter la formation, les incidences de ces procédés au niveau financier (aspects d'exploitation) et au niveau écologique, ainsi que les coûts de ces incidences. L'ampleur de leurs variations dans bien des domaines reflète la très grande variabilité des caractéristiques propres aux différents objets et prouve bien à quel point le choix du procédé est important. Avant de se décider, il est indispensable établir un bilan global, à l'image de celui qu'a

3.4 Méthodes alternatives d'évacuation des sédiments

dressé le bureau d'ingénieurs zurichois Basler & Hofmann (B. Trommer, communication orale) pour le bassin de compensation de Rempen (Kraftwerke Wagital AG, SZ).

Le procédé présenté dans la colonne "Curage à I'aide d'une galerie de vidange", qui consiste à opérer en situation de crue (cf. chapitre 3.2)au moyen de galeries de déviation, permet d'atténuer la tendance à la sédimentation et, ce faisant, de réduire la perte de volume utilisable. Cette méthode reproduit en quelque sorte les conditions naturelles puisque, en période de crue, les matières solides (particulièrement les fractions plus grossières déposées dans la préretenue) sont aussi mises en mouvement. Les fractions granulométriques plus fines, par contre, continuent de s'accumuler, en plus ou moins grandes quantités, dans le bassin même.

Tab. 3.1: Evaluation des effets de plusieures procédés permettant d'éliminer et d'é~viterles accumulations dans les retenues. d

Curage I vidange par Dragage Dragage B l'aide 1 Mesures la vanne à sec en retenue d'une galerie 1 pr6vende fond de vidange ] tives I Aspects lies a l'exploitation a) O - t

adapt. constructives
besoins en personnel
besoins en matériel
besoins énergétiques ... Transport a) O
adapt. constructives
matériel roulant
carburant ... Interruption de la production a) t - tt

Incidences sur I'environnement b) / - émissaire

population bruit, air, trafic valeur idhale '
besoins énergétiques

Côuts a) des effets 3'

Implications a) 1 Consequences negatives b): O aucune operation unique ( + entretien) + faibles *) p&che, baignade, etc. 4 + moyennes 3, prevention I remise en atat + + 4 importantes

Conséquences Bcologiques des curages de bassins de retenue

4 Incidences des opérations de curage sur l'écosystème

4.1 Caractéristiaues des eaux concernées

Les retenues modifient le comportement naturel d'écoulement des eaux et piovoquent des transformations morphologiques et écologiques. Elles créent en fait un système limnique artificiel. Quant aux tronçons à débit résiduel situés en aval, ils subissent égidement des changements, d'ordre hydrologique et morphologique, car les crues y sont très rares. La modification du régime des eaux se répercute notamment sur les conditions d'habitat et sur le microclimat de la vallée traversée par la rivière.

La biocénose du bassin de retenue est exposée essentiellement aux effets d u marnage et à un taux de sédimentation le plus souvent élevé par rapport à celui des eaux dormantes naturelles. De plus, les eaux subissent en règle générale un enrichissement en nutriments qui aboutit à des conditions anoxiques dans les sédiments et dans la masse d'eau hypolim- . nique. Précisons cependant que - contrairement à nombre de barrages situés sur le Plateau - la majorité des bassins de retenue de l'arc alpin sont plutôt oligotrophes.

h Les cours d'eau naturels

A I'état naturel, un cours d'eau alpin subit de fortes variations périodiques de son débit . b (chutes de pluie, fonte des neiges) et, par voie de conséquence, des modifications du courant et des forces d'entraînement. Ces deux phénomènes sont à l'origine de la structure du . lit et du substrat qui le recouvre. Les organismes rhéophiles sont adaptés à ce type d'habitat. Quant aux poissons et aux macro-invertébrés, ils supportent les crues sans dommage majeur grâce à la présence de structures stables. Les pertes enregistrées ici ou là sont de toute manière compensées presque totalement en l'espace d'une génération.

Troncon à débit résiduel en aval des retenues

Dans le tronçon à débit résiduel à l'aval d'une retenue, I'état naturel des eaux se modifie dans des proportions diverses selon le débit et la fréquence d'éventuels débordements du bassin:

- en cas d'alimentation suffisante par les affluents latéraux ou par un débit de dotation élevé, la situation reste comparable à celle d'un cours d'eau naturel; toutefois, les caractéristiques écomorphologiques et, par conséquent, biologiques (stress hydraulique moindre, productivité plus élevée) se modifient;

- en cas d'apport d'eau fortement réduit, le système subit de profondes modifications hydrologiques: les forces d'entraînement étant minimes, les sédiments ne sont plus emportés dans leur totalité et le lit est en partie recouvert de particules solides (laves torrentielles, c6nes de déjection des' affluents); résultat: le débit est de plus en plus ralenti, ce qui peut aboutir à une perte considérable du caractère lotique du milieu (JAGER

4.1 Caractéristiques des eaux concernées

1991, REY e t GERSTER1 9 9 11. Les matières en suspension (en provenance de la retenue, p. ex.) colmatent alors la couche superficielle d u substrat ainsi que la zone interstitielle.

Ova da1 Fuorn Systdme à débit rbsiduel Cours d'eau alpin naturel

a Baetis (Eph) Ecdyonurus (Eph) Protonernoura (Plec) Isop6rla (Plec) Perlodes (Plec) Sirnulium (Dip) Rhyacophila (Trich) Hydropsyche (Trich) Drusus (Trich) Chironorn. rhéophils Autres Leuctra (Plec) Arnphinernoura (Plec) INDETERMINE Atherix (Dip) Crenobia (Plat) Autres Chironornidae (Dip) Tipulidae (Dip) Ceratopogonidae (Di) Oligochaeta Autres Densités observées (nombre d'individus rnax./rn2)

Zones lentiqws 3%

Spol Ova da1 Fuorn

Fin. 4.1: Compositipn de la biocenose benthique de 2 cours d'eau alpins de même altitude situes dans le Parc National: 1. Le Spot, à l'aval de la retenue de Livigno, à environ 1600 m dhaltitude;

2 L'Ova da1 Fuorn est un cours d'eau naturel et peu chargé en nutriments situé à environ 1750 m

d'altitude. Le graphique présente les densités différentielles observées pour chaque groupe d'invertébrés (a) et les parts respectives des habitats préférés (en %; (b)).

Conséquences écologiques des curages de bassins de retenue

Si les poissons et invertébrés rhéophiles ne se voient opposer aucune concurrence dans les cours d'eau naturels, l'absence de stress hydraulique consécutive à la construction d'un barrage modifie la situation. D'autres espèces (limniques ou amphibies) élisent domicile et se reproduisent désormais dans le tr'onçon à débit résiduel. Les rapports de domination sle.n trouvent transformés: les espèces sensibles au courant, peu nombreuses auparavant, se multiplient (fig. 4.1) et il arrive même que I'on enregistre une augmentation de la densité totale d'individus e t du nombre d'espèces (BLOESCH1991). Dans un milieu de ce type, I'accumulation de nutriments en provenance de la retenue - plus particulièrement dans les pièges à sédiments - peut provoquer des phénomènes d'eutrophisation qui se traduisent, par exemple, par une forte croissance algaie (ELBER 199 1, ECOTEC 1992). Ces biocénoses de succession son cependant très instables. En effet, l'augmentation du colmatage, les phénomènes d'eutrophisation, les envasements et les ensablements peuvent engendrer des conditions de vie que seul un nombre infime d'espèces spécialisées peut supporter.

4.2 Phénomènes intervenant en cours de curacie

Nous l'avons déjà signalé au chapitre 3: une opération de dévasement entraîne pour le système hydrologique situé en aval de la retenue (exutoire) un accroissement du débit doublé, le plus souvent, d'une augmentation de la charge de matières en suspension. Le système biologique de l'exutoire est aussi fortement influencé par la composition 'chimique de I'eau évacuée au cours de l'opération.

L'accroissement d u débit (modification de l'hydraulique), que I'on peut quantifier au préalable, induit une élévation de la ligne d'eau; la vitesse du débit augmente, de même que la force d'entraînement sur le lit, ce qui accroît l'érosion, dans la partie supérieure ,de I'exutoire en tout cas.

L'augmentation de la charge de matières en suspension dans I'exutoire est due à la fois à l'évacuation des sédiments accumulés dans la retenue (cf. chapitre 3) e t à l'action érosive de la crue artificielle dans le lit de la rivière. Selon la situation hydraulique, les sédiments évacués se déposent le long de I'exutoire ou, au plus tard, en aval de son embouchure, dans des eaux dormantes (bassin de retenue, lac, piège à sédiments). Les propriétés physiques de la masse d'eau se trouvent modifiées par l'accroissement des matières en suspension qu'elle contient. De ce fait, la viscosité de I'eau, mais également sa conductivité électrique (selon la proportion de ions libérés) augmentent.

La composition chimique de I'eau de vidange dépend avant tout de la situation dans le bassin de retenue. Les sédiments organiques qui y sont déposés consomment une grande quantité d'oxygène, si bien que sa concentration en eau profonde est souvent très faible; quant à la couche sédimentaire, il y règne même des conditions anaérobies. En pareil cas, les particules organiques des sédiments subissent une réduction chimique et se transforment en composés toxiques (H,S, méthane, NH,, etc.). Lorsque le bassin est profond et bien rempli, la couche sédimentaire est soumise à une forte pression hydrosta-

4.2 Phénomènes intervenant en cours de curage

tique. Les éventuelles substances toxiques sont alors libérées en infimes quantités dans la masse d'eau hypolimnique. Lorsque la pression diminue (par abaissement du niveau d'eau), des dégagements de gaz et des processus de transformation chimique se manifestent, ainsi que de gros tourbillons à proximité de la vanne de fond. La masse d'eau est enrichie par les substances libérées et le largage des sédiments réduits accroÎt plus encore la consommation d'oxygène. Les substances ainsi dissoutes dans le bassin sont entraînées dans l'exutoire avec I'eau de vidange. II en va de même pour les sédiments réduits qui, à nouveau, consomment de I'oxygène. Les paramètres physico-chimiques de I'eau se modifient parallèlement aux variations de la concentration des matières en suspension (fig. 4.i).Les variables que l'on peut quantifier de facon relativement aisée sont la température de I'eau, sa teneur en oxygène, sa conductivité électrique, son potentiel redox, son pH et, parfois, ses composants azotés et phosphorés. La variable oxygène (concentration, consommation) est incontestablement le facteur primordial. Comparativement aux situations de crue naturelle, le taux de saturation de l'oxygène dans I'eau de vidange diminue constamment, alors que sa consommation ne cesse d'augmenter. T +

V~dange Curage @- O

en suspension

Température

Subst. dissoutes

temps

@ Ouverture des @ Retenue vidbe "Artefactn la suite de vannes de fond processus d'brosion (orages p. ex.) ou autres

Fia. 4.2: Representation schematique de 1'6volution physico-chimique des eaux à l'aval du barrage pendant un curage. (Graphique tir6 de RAMBAUDet al. 1988; modifié et complété)

Conséquences écologiques des curages de bassins de retenue

La conductivité électrique, le pH et le potentiel redox permettent de quantifier la modification des rapports dans la masse d'eau. Ils indiquent, de diverses facons, les changements de la concentration ionique libre. La mesure de ces variables, qui peut être effectuée à peu de frais tout au long de l'opération de dévasement, constitue une alternative intéressante aux analyses chimiques, qui prennent beaucoup de temps. Les nutriments, composés azotés et phosphorés par exemple, ont également leur rôle à jouer; leur présence dans les sédiments de la retenue s'explique par l'apport en nutriments en provenance du bassin versant. La transformation anaérobie des composés azotés entraîne la formation de nitrites et d'ammonium, deux éléments hautement toxiques pour la faune piscicole, dont l'action sublétale se manifeste en très faibles concentrations déjà (cf. chapitre 5.1 ).

4.3 Atteintes ort té es aux biocénoses

Les opérations de dévasement ont toujours des répercussions sur les organismes aquatiques, quelle que soit la morphologie de l'exutoire. Les dommages écologiques qu'elles, peuvent engendrer dépendent de l'ampleur du stress hydraulique, du volume des matières en suspension et de l'importance de la charge physico-chimique, que les systèmes hydrologiques supportent plus ou moins bien selon leur stabilité structurelle et écologique (cf. chapitre 4.1 ).

Ainsi, les dommages d'ordre mécanique portés aux biocénoses sont relativement faibles dans un tronçon à débit résiduel subissant des charges hydrauliques périodiques (crues naturelles, p. ex.). Les organismes sont avant tout menacés par les fortes concentrations de matières en suspension (muqueuses et branchies endommagées, sédimentation du substrat réduisant les possibilités d'habitat) et le manque d'oxygène (cf. chapitre 5). Les autres cas de mortalité - tant animale que végétale - peuvent aussi être provoqués par les crues naturelles. Dans ce type de cours d'eau, l'ampleur des dégâts - mécaniques, en tout cas - enregistrés dans les tronçons stables (le plus souvent naturels) est inférieure à celle que l'on observe dans les troncons instables ou structurellement pauvres, où les organismes n'ont aucune possibilité de refuge (REY et GERSTER1992).

Dans un troncon à débit résiduel sensible aux charges hydrauliques, par contre, de petites interventions (curages par l'utilisation des vannes de fond, p. ex.) suffisent à mettre en danger, voire à détruire, le milieu écologique. Les suivis de vidange ont montré (cf. chapitre 5.2) que I'ampleur des dommages est, en général, proportionnelle à l'éloignement morphologique et biologique des eaux de leur état (naturel) initial (cf. fig. 4.3): les modifications par à-coups des composantes hydrauliques détruisent les structures instables du lit de la rivière et, partant, les communautés d'espèces animales et végétales. Seuls les organismes originels, qui supportent le stress, survivent dans ce milieu où ils font d'ailleurs office de pionniers au moment du repeuplement. Le stress hydraulique peut donc, à lui seul, causer des dommages importants, auxquels il convient d'ajouter les effets inhérents à I'apport de matières en suspension et au manque d'oxygène. Les pertes sont particulièrement élevées pour les organismes benthiques situés dans les troncons de ruisseau colmatés, car ils ne peuvent pas se réfugier dans la zone interstitielle du lit. t

Système résiduel à l'aval du barrage

Dépréciation limitée dans le temps des structures écomorphologiques déterminantes. La re- aménagés; vitesses d'écoulement élevées. colonisation par les organismes typiques s'ef- Destruction des habitats du lit et des niches à fectue rapidement lorsqu'aucun apport impor- poissons; dégâts mécaniques. tant de matériaux solides ne se manifeste. XI

Concentrations élevées en sédiments en suspension pendant le curage dues à la combinaison des sédiments de la Vitesses d'6coulement élevées en raison de la retenue et de ceux déposés faible turbulence. Charriage de presque toutes dans le lit. Les biocénoses de les fractions granulométriques. Destruction des succession adaptées au réhabitats des berges et du lit. Dégâts méca- gime d'écoulement résiduel niques sur les poissons et sur les invertébrés sont particulihrement labiles benthiques. lors de variations hydrologiques et peuvent être compiétement détruites. Régénération lente des biocénoses.

Des crues exceptionnelles dans le bassin Monotonisation des structures et du substrat; versant du troncon aval entraînent un charriage important ainsi que l'érosion des cônes de déjection latéraux et des coulées de boue. La - disparition des habitats du lit et des niches à poissons faible densité de colonisation et faible diversité. Structuration des berges en biocénose d u troncon & débit résiduel est général dépréciée. détruite. La régénération est lente.

Fia. 4.3: Interactions entre les processus naturels et les nuisances anthropiques dans le troncon à debit résiduel à l'aval du barrage (avant la restitution des eaux turbinées).

Conshquences Bcologiques des curages de bassins de retenue

4.4 Aair demain arâce aux connaissances acauises auiourd'hui

Les études menées à ce jour ont montré qu'il est pour ainsi dire impossible de prévoir le déroulement et les conséquences écologiques des opérations de dévasement. Elles ont cependant révélé qu'il fallait dissocier les retombées directes des retombées indirectes sur la faune et la flore des cours d:eau. En résumé, les suivis de vidange ont permis de faire les constats suivants:

a) hydrodynamique et dynamique du charriage et des matières en suspension dans I

l'exutoire: plus ces phénomènes *s'approchent des crues naturelles, plus la probabilité de dommages écologiques durables est faible;

b) géomorphologie du lit: les cours d'eau naturels ou quasi naturels possèdent un plus grand pouvoir tampon et offrent, du fait de la diversité de leurs structures, une protection suffisante aux organiqmes vivants, leur permettant de supporter des concentrations de matières en suspension élevées;

C) hydraulique érosive et appnrt de particules solides dans le tronçon à débit résiduel: dans le cadre d'un dévasement, ces phénomènes sont régulables et leurs effets négatifs sur I'écomorphologie peuvent, le cas échéant, être contrôlés;

d) rinçage à l'eau claire (exempte de matières en suspension): un rinçage à la fin de I'opération de dévasement proprement dite permet d'éliminer les sédiments accumulés dans le tronçon à débit résiduel;

e) conditions chimiques n'existant pas à l'état naturel: les poissons supportent très mal une diminution abrupte d'oxygène (cas extrême), même de très courte durée;

f) valeurs limites à respecter: pour ce qui est des concen~rationsmaximales de polluants et de matières en suspension, les valeurs limites doivent être fixées de cas en cas, car le pouvoir tampon varie d'un système hydrologique à l'autre (cf. points a et b).

5.1 Etudes françaises

5 Exemples de suivis de.curage

5.1 Etudes francaises

Tout comme le Règlement sur les barrages en Suisse, une loi francaise (Circulaire du 1 4 août 1970, No 7011 5) prévoit que les organes d'écoulement mobiles doivent faire l'objet de travaux d'entretien, ce qui nécessite une vidange complète tous les dix ans ("visites décennales"). De plus, 1 5 des quelque 4 5 0 barrages exploités par Electricité de France (EDF) doivent subir une vidange complète chaque année. Les connaissances sur l'impact de ces opérations sur les écosystèmes aquatiques étant minimes, la Direction des Etudes et Recherches d'EDF a lancé, en 1982, un programme de recherches, d'entente avec le Ministère de l'industrie e t le Ministère de l'environnement. Les résultats recueillis après analyse de 18 barrages (GARRICet al. 1990, GOSSE1991, RAMBAUDet ai. 1988, ROFES et al. 1991) sont présentés ci-après, sans insister sur les expériences valables pour un seul barrage, même s'il ressort de ces différentes publications que chaque retenue a sa spécificité propre et que les modèles' élaborés (pour les matières en suspension (MES) et l'oxygène; cf. plus loin) doivent être étalonnés en conséquence.

5.1 .1 Analvses écotoxicoloaiaues

Dans une première étape, il s'est agi de déterminer les paramètres qui influent le plus sur la mortalité de la faune piscicole au cours d'un dévasement. Pour ce faire, GARRIC et al. (1990) ont exposé des truitelles (Salmo trutta f. fario) aux conditions' physico-chimiques intervenant lors d'une purge. ~es'essaisont porté sur l'effet, en fonction du temps d'exposition, de différentes concentrations de MES, d'azote ammoniacal (NH, ) e t d'oxygène (resp. de consommation d'oxygène), facteurs considérés comme principaux responsables de la mortalité des poissons.

Fia. 5.1 : Courbes isochrones du seuil 10% de mortalite des alevins de truite fario à diff6- rents temps d'exposition. Les courbes isochrones joignent les couples OP,MES provoquant le même effet toxique (mortalite de 10%) pour un certain temps d'exposition (60, 120, 180, 300, 420, 540 minutes). (Figure tirée de GARRICet al. 1990) Oxygène dissout [mglll

Cons6quences écologiques des curages de bassins de retenue

II est apparu que les concentrations en'ammoniaque relevées sur le terrain - en conditions réelles de purge - atteignent très rarement des valeurs susceptibles d'entraîner la mort des poissons. Par contre, aussi bien l'augmentation de la concentration de MES qu'un abaissement de la teneur en oxygène induisent des taux de mortalité Croissant avec le temps d'ex- , position. Les chercheurs ont également procédé à des essais combinant des concentrations de MES et d'oxygène pour différents temps d'exposition, qui ont mis en évidence un effet synergique entre ces deux facteurs. Ainsi, le taux de mortalité s'est avéré beaucoup plus élevé lorsque, pour une teneur en MES donnée, l'eau était faiblement oxygénée. La transposition graphique de ce constat est représentée à la figure 5.1, par des courbes isochrones de seuil de mortalité 10% (LT,,) pour des truitelles.

5.1.2 Analvses sédimentoloaiaues

Cette mise en évidence d'un effet synergique entre une baisse de concentration d'oxygène dissous et un enrichissement de MES sur les poissons soumis à un dévasement permettra, à l'avenir, de mieux contrôler le déroulement de l'opération (GARRIC et al. 1990). Cela ne" veut pas dire pour autant que l'on puisse renoncer aux analyses sédimentologiques: il s'agit en effet, pour chaque retenue, de recueillir des indications sur la nature de la masse sédimentaire et, plus particulièrement, sur les réactions qu'entraîne la consommation d'oxygène. Les analyses sédimentologiques effectuées par ROFES et al. (19 9 1) sur deux objets représentatifs ont mis en lumière de grandes différences de caractérisation entre les matériaux (potentiels) évacués. Les échantillons prélevés en différents endroits et à différentes profondeurs à l'aide d'instruments spécifiques (ROFESet SAVARY1981) présentaient des particularités bien distinctes, que ce soit pour la teneur en eau et la part de matériel organique ou de carbonate, pour le pH et la conductivité, ou encore pour les nutriments et les métaux. Ces différences sont dues à la nature très variable des matériaux entraînés dans les barrages et, partant, à la nature du bassin versant (géologie, végétation, climat), sans oublier que les sédiments peuvent encore se modifier, dans le barrage même et que la sédimentation des particules solides (granulométrie) n'est pas un processus uniforme. La cinétique de consommation d'oxygène par les sédiments dépend principalement de: - la teneur en eau, la part de matériel organique,

Le volume d'oxygène consommé a été évalué en conditions de laboratoire en analysant des échantillons de sédiments. Il en ressort que:

la consommation d'oxygène (par unité de temps) d'un sédiment est directement proportionnelle à la concentration de MES;
la consommation d'oxygène commence à dépendre du milieu oxygéné lorsque la concentration en oxygène est inférieure à 3 mgll: le sédiment consomme alors moins d'O2 ;
la prise en compte de la variable température révèle une interaction entre ce paramètre et la consommation d'oxygène, cette dernière étant plus faible (par unité de temps) à basse température.

5.1 Etudes francaises

Les sédiments consomment donc l'oxygène en quantités très variables. En déterminant ce paramètre avant d'entreprendre un dévasement, on peut évaluer les conséquences de ce dernier sur les biocénoses. C'est dans ce but que ROFES et al. (1991 1, prenant en compte la saturation d'O2 et les mécanismes de déposition des sédiments en aval des retenues, ont élaboré leurs modèles qui permettent de simuler l'évolution des rapports MESIO, à différentes distances du barrage. Sur la base de ces données, on peut ensuite déduire les différentes conditions écotoxicologiques et le degré de charge pour la faune piscicole.

Dans la pratique, ces modèles doivent être étalonnés pour chaque objet soumis à un dévasement, ce qui suppose d'analyser les sédiments et de déterminer par approximation différents coefficients (taux de saturation d'O2 et taux de sédimentation en aval de la retenue). l Ces modèles prévisionnels, qui doivent encore être améliorés, ont pour but d'optimiser la gestion des vidanges. Ils permettent en effet, par le biais de quelques mesures rapides en quelques points (pendant le dévasement, en règle générale: une station à l'aval immédiat de la vanne de fond), d'évaluer en temps réel les risques encourus par les poissons à différentes distances du barrage. ROFES et ,al. (19 9 1) ont représenté sous forme graphique (cf. fig. 5.2) les courbes de consommation d'oxygène (pour différentes concentrations de MES et différents temps de transit) auxquelles ils ont superposé les courbes isochrones (concentrations MESIO,) de mortalité 1 0 % (pour différents temps d'exposition).

I Déficit en oxygène [mgIll

Fia. 5.2: Superposition des courbes d'évolution conjointe du déficit en oxygène dissous et du taux de matières en suspension au cours du transit vers l'aval, et des courbes isochrones du seuil 10% de mortalit6 des alevins de truite fario. Exemple d'interprétation: 10% d'une population d'alevins de truite fario située à 1 f O minutes de temps de transit à partli du barrage mourront si 15 g/l de MES sont évacu6s pendant 3 heures au droit du barrage (AI, ou si 20 g/l de MES sont relachés pendant une heure (BI, en supposant que la concentration d'ox ygéne dissous de l'eau à l'amont de la retenue soit de 9 mg//. (Figure tirée de ROFES et al. 19915

Cons6quences Bcologiques des curages de bassins de retenue

5.1.3 Critiaue

Malgré les gros efforts consentis par les chercheurs français, les incertitudes sont encore loin d'être levées. Les modèles élaborés donnent certes une idée des incidences possibles engendrées par l'eau de vidange et permettent de prendre des mesures pour en diminuer l'ampleur. Mais, en cas de vidange complète, par exemple, qui implique l'évacuation d'un volume de sédiments élevé à très élevé, il est quasiment impossible de moduler la purge de manière à permettre une dilution contrôlée à l'aval du barrage. Par ailleurs, tous les efforts entrepris pour modéliser et optimiser les opérations de dévasement se révéleront inefficaces en situation extrême (pics de MES et conditions physico-chimiques catastrophiques), même si celle-ci est de très courte durée: les biocénoses subiront quand même de lourdes pertes. Ces modèles ne tiennent pas assez compte - pour l'instant - des données propres aux écosystèmes de l'exutoire. De même, les effets à long terme des sédiments déposés en aval d'une retenue (cf. chapitre 4.3) n'ont jusqu'ici pas été pris en considération. II conviendrait, à l'avenir, de définir plus précisément ce système. II est en effet fort probable que, selon les conditions régnant en temps normal (cf. fig. 4.3) et les biocénoses présentes dans le milieu à ce moment-là, on enregistrerait des différences importantes entre les coefficients utilisés pour ces modèles. Autrement dit: la détermination de ces coefficients se révélera toujours très difficile et devra le plus souvent être vérifiée par l'analyse d'échantillons.

En Suisse, les problèmes sont en général d'un autre ordre, puisque les barrages devant être curés dans l'arc alpin sont pour la plupart des lacs artificiels oligotrophes (cf. chapitre 4.1 1. Or, la charge organique de ces systèmes est relativement peu élevée, vu la faible densité de . population des bassins versants et la production autochtone. II arrive toutefois quand même, surtout dans tes retenues situées à basse altitude et au sud des Alpes, que les sédiments présententfun caractère écotoxicologique. En cas de doute, il vaut donc toujours mieux analyser les sédiments avant de les évacuer.

5.2 Curages suivis entre 1990 et 1992 (sur mandat de I'OFEFP)

Fionnay 1 Fin. 5.3: Situation géographique des trois objets analysés. Palagnedra

5.2 Curages suivis entre 1990 e t 1992 (sur mandat de I'OFEFP)

Les études de suivi ont porté sur trois objets choisis pour leur caractére représentatif (GERS- TER e t REY 1992a; REY e t GERSTER 1991, 1992). On a ainsi pu mettre en évidence u n certain nombre de caractéristiques valables pour plusieurs objets de l'arc alpin suisse et pour différents types de curages. Le tableau 5.1 donne un apercu e t quelques données techniques relatives à ces trois objets; la figure 5.3 en donne une localisation approximative.

Tab. 5.1 : Curages suivis sur mandat de I'OFEFP (GERSTER et REY 1992a; REY et GERSTER 1991, 1992); caractérisation des objets analysés.

Livigno (GR) Fionnay (VS) Palagnedra (TI)

retenue retenue de Livigno bassins de comp. bassins de comp. de Grande-Dixence de Palagnedra et Mauvoisin d

volume utilisable 164 Mio m3 chaque 0,17 Mio m3 4,l Mio m3 à la cote maximale -----------------------------------------------------..------------------------------------------------------ systeme fluvial Spol Dranse de Bagnes Melezza en aval

jour: 2.4 m3/s} proliferation par des prolifération par des nuit: 1 m3/s été affluents en aval affluents en aval hiver: 0,+5 m3/s

Ocrue actuel (annuel) < 5m3/s 20-40 m3/s 50-1000 m3/s faune piscicole Truite fario Truite fario Truite fario, Chabot + Cyprinides (~arbeau Strigione, chevaine) types purge des vannes de vidange et curage vidange total d'intervention fond: -,Blimination des des bassin de compen- -, rèvision du sédiments à proximité sation de Grande clapet de la des vannes de fond Dixence et Mauvoisin vanne de fond date 7 juin 1990 29 juin 1991 3110 sept. 199 1 Qma, pendant le curage 3 0 rn3/s 40 m3/s env. 4 0 m3/s quantité de l'eau de 525'000 m3 877'000 m3 7-8 mio m3 purge totale quantité de sédiments 6 0 m3 environ ? 175'000 m3 env. mobilis6s (maximum) valeur limite variable 10 ml/l 5 ml/l la législation du canton concerné

Cons6quences écologiques des curages de bassins de retenue

5.2.1 Débits et réaimes d'écoulement

Comme le montrent les données du tableau 5.1, les débits maximaux mesurés lors des trois curages étudiés sont du même ordre de grandeur. Comparativement aux crues naturelles qui ont lieu chaque année, seul le débit de crête mesuré au barrage de Livigno est relativement élevé. A Palagnedra, le volume des crues de ces dernières années était bien supérieur à la quantité d'eau utilisée pour la chasse de 199 1. C'est donc essentiellement à Livigno qu'on a pu observer des changements morphologiques du lit de la rivière, dus aux forces structurantes de régimes d'écoulement extraordinaires. En l'occurrence, des cônes de déjection latéraux, qui s'étaient formés pendant de nombreuses années, ont été emportés' (ce qui a provoqué un accroissement de la concentration de matières en suspension en aval), le lit du Spol s'est creusé localement et il a subi un "nettoyage" complet, alors qu'en temps normal il a plutôt tendance à s'ensabler et à s'embourber. Dans la Dranse de Bagnes (bassin de compensation de Fionnay), les sections pourtant spécialement corrigées au préalable pour dévier les grands débits de purge (rectification et remblai) ont été l'objet de grandes modifications de structure en raison des forces érosives .I de l'eau.

5.2.2 Matières solides, nature du substrat

Les concentrations de matières solides en cours de purge étaient jusqu'à présent le seul facteur soumis à une valeur limite par les autorités cantonales compétentes et son respect était expressément signifié à l'exploitant qui présentait une demande de curage. En règle générale, ces valeurs limites cantonales oscillent entre 5 et 10 ml de dépôt (environ 5 à 10 g/l de matière sèche) par litre d'eau (temps de sédimentation dans la trémie de Imhoff: de 3 0 minutes à une heure). En fait, elles ont été fixées essentiellement sur la base de chiffres théoriques issus des valeurs létales déterminées par leurs auteur's en conditions de laboratoire. Certains cours d'eau, cependant, atteignent de façon naturelle, en situation de crue, des concentrations de MES similaires, voire plus élevées (à Landquart, p. ex.; cf. fig. 5.4).

Comme le montrent les résultats ds l'inventaire établi pour les poissons des trois objets analysés, une concentration de matières en suspension supérieure à la valeur limite précitée n'a pas, a priori, de conséquences graves pour la faune piscicole (cf. chapitre 5.2.4).

Les dépôts de MES consécutifs aux opérations de chasse ont eu une influence beaucoup plus importante dans les lits des rivières. C'est surtout dans les tronçons à débit résiduel, où le charriage de fond est très réduit. voire absent, que le dépôt de matériaux fins dans le substrat peut avoir des effets sur les biocénoses (organismes benthiques, oeufs et larves de certaines espèces de poissons). Sur ce plan, les effets à long terme sont difficilement quantifiables et encore peu connus. Le curage du bassin de compensation de Palagnedra (cf. fig. 5.5) illustre bien les conséquences structurelles engendrées par un volume élevé de sédiments. A Golino, par exemple (à environ 7 km en aval du barrage de Palagnedra), on a mesuré en certains endroits des dépôts de sédiments fins de plus d'un mètre d'épaisseur.

5.2 Curages suivis entre 1 9 9 0 et 1992 (sur mandat de I'OFEFP)

- Valeur limite cantonal pour les curages

Lieu de la mesure Fia. 5.4: Concentration des matières en suspension (MES; sur une échelle logarithmique) pendant la période 1980-84 mesurée à 1 2 points de prélèvement du service hydrologique national; les mesures englobent le poids sec des sédiments en suspension décantables et non décantables (valeurs tirées de WAHLI1985).

1 Landquart (Felsenbach) 7 Ticino (Bellinzona)

a) Minimum pour la période

2 Rhône (Porte du Scex) 8 Reuss (Seedorf)

b) Moyenne des débits mripsuels minimo 3 Rhein (Diepoldsau) 9 Emme (Wiler) C) Moyenne géométrique 1980-84

4 Linth (Mollis) 10 Aare (Untersiggenthal)

d) Moyenne des débits mensuels maximo 5 Lütschine (Gsteig) 11 Reuss (Mühlau) e) Maximum pour la période 6 Lonza (Blatten) 12 Thur (Halden)

N l ~ e e ud ' e a u rnexlrnurn pendent le ourege -------------------

O 5 10 15 20 25 30 35 40 Largeur Iml

= Lit de la rivibre aprbs le curage n DDaposition de sbdiments (sable, argile) par suite du curage

Fia. 5.5: Profil transversal à Ponte Golino (curage de Palagnedra). L'épaisse couche de sédiments a -été en grande partie évacuée deux semaines après le curage en raison d'une crue extraordinaire

ConsBquences Bcologiques des curages de bassins de retenue

L'exemple des deux autres objets l'a prouvé: l'accumulation des sédiments dans le troncon à débit résiduel peut être évitée en procédant à un rincage avec de I'eau exempte de MES. Cette mesure palliative peut être effectuée pour autant qu'il y ait suffisamment d'eau dans le bassin, à savoir lorsque le barrage est en liaison avec d'autres retenues situées en amont ou qu'il s'agit d'une purge de la vanne de fond. Ce nettoyage du lit de la rivière accélère en outre le processus de repeuplement, car il élimine non seulement les sédiments accumulés, mais également ceux qui s'y étaient déposés au fil des jours.

5.2.3 Chimie de I'eau

On s'attendait à ce que les conditions réductrices dues aux sédiments anoxiques évacués aient un effet négatif sur les biocénoses des cours d'eau (cf. chapitre 5.1 1. Cette situation ne s'est produite qu'à Palagnedra, raison pour laquelle ce barrage nous sert à nouveau d'exemple (cf. fig. 5.6).

La baisse de la température de I'eau alla de pair avec l'écoulement des eaux plus froides, par la vanne de fond. Ce n'est que le 10 septembre, au cours du curage principal, que la teneur en oxygène et la concentration d'O, diminuèrent pour atteindre une valeur plancher, mortelle pour toutes les espèces de poissons. A l'origine de ce phénomène: I'évacuation massive de sédiments réduits à ce moment-là (retenue presque vide, débit de plus en plus faible). II n'a pas été possible d'effectuer un rinçage immédiat avec de I'eau claire.

Dans les deux autres objets étudiés, en revanche, on n'a pas observé de modifications sensibles des paramètres standard physico-chimiques.

3 sept. '91

v /

Temp.' - -
Saturation d'oxygdne 100% -

- -

Fia. 5.6: Vidange et curage du bassin de compensation de Palagnedra en septembre 1991. Volume des dépôts de matiéres en suspension (MES; ml1l.W hl, temperature de I'eau et saturation d'oxygéne à la station de prélévement nCorcapolon pendant les phases principales du curage, les 3 et 10 septembre.

5.2 Curages suivis entre 1990 et 1992 (sur mandat de I'OFEFP)

5.2.4 Conséauences écoloaiaues

Les macro-invertébrés

La faune des macro-invertébrés reflète en général bien les conditions physico-chimiques et, plus encore, écomorphologiques (type d'écoulement, structure, substrat) qui règnent dans un cours d'eau (cf. chapitre 4.1 1. Ainsi, les suivis des trois objets d'études présentaient certaines analogies, après que l'on eut subdivisé en groupes fonctionnels les différents représentants de cette faune. Les espèces typiques des torrents de montagne dominaient dans la Dranse de Bagnes et dans la Melezza. Ce n'est guère étonnant car, aujourd'hui encore, des crues se produisent régulièrement dans ces deux systèmes, en dépit de leur utilisation à des fins hydro-électriques. Dans le Spol, en revanche (cf. fig. 4.1 ), on a observé une densité de population inhabituellement élevée, compte tenu de l'altitude et de la forte proportion d'espèces plutôt peu rhéophiles.

Comme l'ont montré des séries de mesures de dérive effectuées à l'aide de tubes ou de filets pendant ces opérations, les curages ont tous trois entraîné une forte réduction des communautés de macro-invertébrés benthiques. La figure 5.7 montre le profil de la dérive de catastrophe à une station proche de la retenue, sur le Spol. Cette dérive, qui a touché plus ou moins fortement tous les organismes benthiques, a provoqué des taux de dépeuplement de 7 0 à 95% par rapport à la population initiale.

Cependant, ce phénomène se produit également en cas de crue naturelle. Ce qui est important, c'est la vitesse de variation des débits, tant au début qu'à la fin d'une crue provoquée artificiellement. Si le débit augmente lentement, les organismes benthiques ont le temps de

9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 horaire Trichoptera 0Ephemeroptera Plecoptera Diptera [7 Tricladida autres

Fin. 5.7: Dérive totale (sans le zooplancton de la retenue) à la station de prélèvement "SPO 1" pendant le curage de Livigno le 7.juin 1990 (station de mesure de débit "Punt da1 Gall" à proximité de la station de prélèvement.

Cons6quences Bcologiques des curages de bassins de retenue

fuir et de se réfugier dans les failles du lit ou dans la zone interstitielle et les poissons, de se mettre à l'abri. De même, au moment où les eaux se retirent, on peut éviter des pertes supplémentaires en refermant lentement les vannes, ce qui permet aux organismes (et aux poissons) qui s'étaient mis en sécurité sur les côtés de regagner le lit principal.

Les échantillons d'organismes benthiques de surface recueillis avant et après curage ont permis de tirer des conclusions sur le dépeuplement quantitatif et le repeuplement par les macro-invertébrés. o objet de référence est une nouvelle fois le barrage de Palagnedra. Comme on peut le voir sur la figure 5.8, deux jours après le premier curage (interrompu), on n'a pas constaté de véritables phénomènes de dépeuplement. Par contre, après le curage principal du 10 septembre, et 15 jours plus tard (à la suite de plusieurs "purges de nettoyage"), le lit de la rivière ne comptait plus que quelques individus. Six mois plus tard cependant, après que des crues naturelles eurent nettoyé le lit de ses sédiments, la population était à nouveau dense. On a pu faire des observations semblables - repeuplement rapide après les curages - dans le Spol et dans la Dranse.

Fia. 5.8: Composition de la biocénose benthique à la station de prélévement "Ponte Salmina" 3 jours avant le l e r curage de Palagnedra (30.8.91), 2 jours aprés l'interruption du curage (5.9.911, à la fin du curage principale (10.9.91) et des curages de nettoyage (25.9.91) ainsi que six mois plus tard.

5.2 Curages suivis entre 1990 et 1992 (sur mandat de I'OFEFP)

Ce repeuplement 'en macro-organismes benthiques est dû au retour des individus qui s'étaient abrités dans les interstices (BECKER et ai. 1992, BRETSCHKO et ai. 19861, à l'arrivée d'individus ayant résidé dans des sections amont de la rivière ou dans des torrents latéraux, ou encore à l'apport extérieur et à la ponte provenant de systèmes hydrauliques voisins. La courte durée de génération de la majorité des espèces explique ce rapide rétablissement de la faune des macro-invertébrés. Ces différents. processus de repeuplement n'ont pas pu être tous observés pour les trois objets suivis. Ainsi, dans le cas du Spol, la situation écomorphologique du milieu s'est tellement modifiée à la suite du curage que, dans un premier temps, seuls les organismes rhéophiles ont été favorisés. Pour ce qui est de la Melezza, le repeuplement à partir de la zone interstitielle a été entravé par la couverture du lit de la rivière par les sédiments accumulés.

Les poissons

Les effets des purges sur la faune piscicole ont été analysés par le biais de recensemerhs effectués au moyen de pêches électriques avant et après curage, ainsi que par des observations et des inspections de terrain pendant et immédiatement après ces opérations. En outre, les poissons capturés lors des expériences préliminaires ont été marqués afin de pouvoir chiffrer une émigration éventuelle.

Tant dans les investigations ultérieures faites dans le Spol (curage de Livigno) et dans la Dranse de Bagnes (Fionnay) que dans les études intermédiaires effectuées après le curage interrompu de la Melezza (Palagnedra), on a retrouvé une grande partie des poissons recensés et marqués (fig. 5.9). Ainsi a-t-on pu attester de façon spectaculaire la fidélité des populations de truites à un lieu et exclure l'émigration de ces dernières - tout au moins des plus âgées ( >O+ - pour cause de curage.

Aucune incidence directe de l'accroissement de MES sur la faune piscicole n'a été observée au cours de la purge du Livigno.

Par contre, durant le curage du bassin de Fionnay, on a mesuré dans la Dranse de Bagnes des dépôts d'au moins 3 0 ml/l (avec des pointes à 150 mlll) pendant trois heures. Les muqueuses des truites ont été endommagées par la forte dérive sableuse et les particules de sédiments fins ont non seulement obstrué leurs lamelles branchiales, mais aussi recouvert l'épithélium des branchies. Toutefois, seuls les individus résidant dans les troncons à structure instable ou en partie endigués ont été touchés. Les autres, ayant trouvé refuge dans un tronçon naturel, n'ont subi aucun dommage.

On n'a trouvé aucun poisson blessé ou mort dans la Melezza le premier jour du curage, interrompu par la suite, alors que les concentrations de matières en suspension étaient trés élevées (jusqu'à 150 ml11 de dépôts) et que les dépôts de sédiments fins étaient déjà volumineux dans les zones d'eaux calmes. Même les groupes tributaires du lit de la rivière, comme le chabot, ont été retrouvés, deux jours plus tard, en même nombre qu'avant l'intervention. Ce n'est que lors du curage principal que, malgré la diversité structurelle élevée de la Melezza, les poissons n'ont plus trouvé aucun refuge: les concentrations de MES ayant

Const5quences t5cologiques des curages de bassins de retenue

* alors atteint 900 miIl et le taux de saturation d'O2, moins de 5%, ils n'eurent en effet guère de chance de pouvoir survivre.

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 classe des longueurs [cm]

partie supérieure ... 0partie inférieure ... ... de la section considerée

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 classe des longueurs [cm]

Fia. 5.9: Répartition en fonction de leurs longueurs des truites de rivière capturées au point "Lourtier" (lit naturel) sur une distance de 300 m le jour précédant le curage (en haut) et le lendemain (en bas). Le tronçon où les poissons ont été pêchés a été subdivisé en deux parties, supérieure et inférieure. Graphique d'en bas: indications relatives au nombre de poissons marqués repris (n = total poissons marqués.captur6s une seconde fois); i = poissons marqués "capturés pour la première fois dans la section inférieure du tronçon peché", s = poissons marqués "capturés pour la première fois dans la section supérieure du tronçon pêché".

5.2 Curages suivis entre 1990 et 1992 (sur mandat de I'OFEFP)

5.2.5 O ~ é r a t i o n sde curaae et crues naturelles: com~araison

L'analyse des processus de repeuplement consécutifs au curage (opéré sur la Melezza (GERSTER et REY 1992b) a également permis d'observer les incidences écologiques de crues décennale et centenaire, ceci afin de comparer les "catastrophes" écologiques engendrées par les curages e t les "catastrophes" naturelles. Dans ce dernier cas, le débit était environ 1 0 fois supérieur à la quantité d'eau utilisée pendant le curage. Les concentrations de MES n'ont malheureusement pas été mesurées, mais elles étaient certainement largement en dessous des valeurs atteintes pendant l'intervention. Les pertes enregistrées ont touché presqu'exclusivement des %poissonsO+ et des organismes benthiques limnophiles. II semble donc que, pour des concentrations de MES atteintes uniquement en cours de curage, le milieu aquatique lui-même soit à l'origine de pertes biologiques qui touchent même les organismes rhéophiles. Si, en revanche, lorsque lesdites concentrations sont élevées (jusqu'à 100 mlll), la saturation d'O2 se situe aux environs de 80%, les pertes enregistrées concernent alors uniquement les organismes touchés par des dommages d'ordre mécanique (REYet GERSTER 1992).

ConsBquences Bcologiques des curages de bassins de retenue

6 Recommandations

A la lumière des connaissances acquises à ce jour, voici quelques recommandations à l'attention des autorités compétentes et des exploitants, portant sur la procédure à adopter en cas de curage, sur l'attribution des compétences et sur les études de suivi. Rappelons, une fois encore, qu'il est quasi impossible d'établir une quelconque généralisation, étant donné la spécificité des différents objets soumis à des dévasements.

6.1 Demandes et autorisations obliaatoires

Tant la loi sur la protection des eaux que la loi sur la pêche stipulent que les opérations de curage doivent être soumises à autorisation. II appartient aux autofités cantonales compétentes de veiller à ce que les demandes soient déposées assez tôt. Le délai minimum est fixé à un an, mais les exploitants de centrales hydrauliques devraient même prévoir 3 à 5 ans pour des opérations de grande envergure (vidange totale de réservoirs saisonniers) e f . avertir les autorités à ce moment-là déjà. ,

Tab. 6.1: demande de curage

requBrant, objet
type de mesure (curage par la vanne de fond, vidange totale)
but de la mesure
pBriode prBvue
description technique de l'objet (aussi detaillée que possible)
installations facilitant 11ex6cutiondu curage (galeries de vidange, etc.)
donnees hydrologiques et hydrauliques des systèmes aquatiques
sédiments dBpos4s dans le bassin type (caracterisation physico-chimique) et volume
quantite mobilisée probable
Bvaluation des possibilitBs permettant d'atteindre le but vise (curage ou mesures alternatives; cf. chapitre 3.4) .......................................................................................................
Une fois le curage programme:
indications sur I'opBration proprement dite durée prevue (temps de rinçage compris)
debit (y compris en aval de la retenue) temperature et chimie de l'eau possibilites de contrôler l'évolution de la concentration de matieres en suspension par un apport d'eau de dilution propre au moment voulu, p. ex.
biologie des systèmes aquatiques (especes piscicoles, gestion et evaluation de la situation 6cologique)
incidences probables sur l'environnement et duree de ces incidences -lieu et duree de depôt des sediments evacues dans le lit de la riviere (et influence du phenoméne sur les eaux dormantes situees en aval) -dommages directs subis par les animaux et les plantes (dans le lit de la riviere et dans la zone alluviale) degradation des biotopes (à court, moyen et long terme) privation de loisirs et de detente (pêche, baignade) -autres (y.c. les incidences positives, comme le nettoyage des substrats colmatés)
mesures prophylactiques possibles et prBvues pour minimiser les effets negatifs evacuation des poissons vivant dans la retenue ou dans les tronCons en aval. p. ex.

1 6. Recommandations

"i Les demandes de curage doivent comporter des indications détaillées et fiables sur les mesures prévues ainsi que sur les incidences possibles (cf. tableau 6.1 1. L'exploitant doit notamment procéder à des analyses préliminaires (examens sédimentaires, évaluation des mesures prophylactiques, etc.) afin de protéger les espèces animales et végétales et en notifier les résultats dans sa demande.

Actuellement, les demandes contiennent toutes les données d'ordre technique, mais les indications portant sur le volume et le type de sédiments sont, par contre, souvent insuffisantes. De plus, les exploitants ne sont pas tenus de mentionner dans leur demande les incidences écologiques possibles, bien que l'on sache depuis longtemps que les curages sont source de dégâts, à commencer par la mort des poissons. Il importe de prendre dorénavant en compte les aspects d'ordre écologique avant de délivrer d'autorisation, car les exploitants, rendus conscients de leurs responsabilités, s'efforceront alors d'éviter les dommages. Pour réaliser cet objectif, il convient de renforcer la collaboration entre les exploitants et les autorités chargées de délivrer les autorisations, afin que les deux parties veillent au bon fonctionnement des installations et à la diminution des risques écologiques liés à I'évacuqtion des sédiments.

Conformément au principe de causalité (pollueur-payeur), il appartient à l'exploitant d'une retenue de rassembler les informations requises pour la demande de curage. II est en outre tenu de respecter les dispositions légales existantes (la loi sur la pêche, notamment) ainsi que les directives dictées par l'autorité chargée de délivrer les autorisations. Celle-ci est habilitée à contrôler les données inscrites dans la demande, de même que la stricte application de ses directives, en s'appuyant notamment sur les analyses préliminaires et sur les valeurs enregistrées lors de précédents suivis ou en exigeant des études complémentaires.

6.2 Planification et étude de suivi

w Caractérisation du système aquatique Avant de prendre les mesures permettant d'éviter ou de recenser les risques écologiques, il faut procéder à la caractérisation du système aquatique (cf. chapitre 4.11, en prenant notamment en compte les données morphologiques et hydrologiques du lit de la rivière (et des eaux dormantes) ainsi que la spécificité des espèces animales et végétales adaptées au milieu.

D Etude préliminaire

Pour évaluer les atteintes qui pourraient survenir pendant le curage et, au cas où le risque serait élevé, prendre les mesures prophylactiques nécessaires, il convient d'effectuer un certain nombre d'analyses préliminaires, à savoir:

a) estimer le volume et la composition des sédiments qui seront probablement mobilisés au cours du curage;

Cons6quences 6cologiques des curages de bassins de retenue

b) prélever des échantillons de sédiments afin de prévoir leur effet écotoxicologique potentiel (cf. chapitres 5.1.1 et 5.1.2); mesurer, notamment, la température de I'eau et le volume approximatif de matériel organique réduit; tracer des courbes d'étalonnage afin d'étudier (selon la trémie d'lmhoff) l'évolution de comportement des matériaux (en règle générale, un dépôt de 1 0 minutes suffit, lorsqu'il s'agit de sédiments minéraux, pour en déterminer la charge); déterminer la teneur de matières en suspension (en grammes de matière sèche) pour des volumes de dépôt donnés. " C) déterminer le volume d'eau de dilution ou d'eau claire disponible pour procéder au rinçage.

b Fixation du moment propice

Les opérations de curage doivent être fixées en tenant compte des éléments suivants: a) le curage doit si possible être effectué à une période de l'année où le débit naturel est élevé, afin de diluer les sédiments évacués en aval de la retenue et de réduire au mini- , mum les risques écologiques, étant entendu que:

les organismes adaptés à un milieu aquatique en anticipent les réactions; autrement dit, confrontés à une situation de crue et, partant, à un curage, ils se mettent à l'abri ou s'enfuient;
les pertes qui ne manquent pas de se produire - même en cas de crue naturelle - sont relativement faibles, puisque le stress est lié uniquement à la situation hydraulique; b) les périodes de frai et de développement des espèces piscicoles, ainsi que les périodes de reproduction des autres organismes doivent être le moins perturbé possible.

C) si le moment choisi n'est pas favorable et que, de plus, le bassin n'est que rarement vidangé, les pertes dues à des débits trop élevés risquent%lors fort d'être importantes (biocénoses résiduelles fragiles, cf. chapitres 4.3 et 5.2.1 1.

b Détermination de charges limites

Deux paramètres doivent être considérés avec une attention toute particulière pendant une opération de curage: la concentration de matières en suspension et le degré d'oxygénation de I'eau (cf. chapitre 4.2). 11 s'agit de deux paramètres modulables qui doivent être enregistrés régulièrement. Les valeurs enregistrées ne doivent pas être respectivement supérieures et inférieures aux seuils supposés ou connus tolérés par les biocénoses. En l'état actuel des connaissances, il est impossible de fixer des valeurs limites applicables à tous les systèmes aquatiques, chacun ayant un seuil de tolérance qui lui est propre (cf. chapitre 4.3). Pour ce qui est de la concentration de matières en suspension, on peut toutefois continuer à utiliser, ne serait-ce que comme indice, les valeurs en vigueur (en règle générale < 1 0 gll), à moins que l'on dispose de données enregistrées lors de curages précédents: en pareil cas, en effet, on sait alors déjà quel seuil ne doit pas être dépassé e$ à l'intérieur de quelles limites les atteintes ne se produiront pas. II est paJ contre impossible de prévoir I'amplgur du dommage, car les facteurs d'influence sont trop complexes.

6 . Recommandations

b Mesures prophylactiques

II est souvent nécessaire, pour éviter de trop grosses pertes d'effectifs e t pour protéger le patrimoine génétique des espèces piscicoles menacées ou isolées (pour lesquelles les possibilités de repeuplement sont limitées), de recourir à des "opérations de sauvetage". La taille des lacs de retenue et les difficultés d'accéder aux eaux profondes ne permettant bien évidemment pas de capturer la totalité des effectifs, il s'agit de délimiter certains troncons et d'y récupérer le plus grand nombre possible de poissons que l'on met à l'abri jusqu'à la fin du curage. II convient par ailleurs de dresser des inventaires avant et après curage pour pouvoir évaluer l'ampleur des dégâts, condition sine qua non pour, ensuite, exiger d'éventuels dommages-intérêts. I

II faudrait prêter une plus grande attention au sauvetage des effectifs peuplant les bassins de retenue dont on doit abaisser le plan d'eau ou que l'on doit vider. La pêche des poissons au filet dans le bassin - après avoir éventuellement abaissé le niveau d'eau - etlou leur récupération au moyen d'installations situées à proximité de la vanne de fond (GOSSE 1991) permettrait sans aucun doute, si ce n'est de les capturer tous indemnes, du moins d'assurer la survie d'une grande partie d'entre eux (cf. chapitre 4.2). X

Les opérations d'alevinage et de curage doivent absolument être coordonnées. Ainsi, on veillera à interrompre I'empoissonnement 1 à 2 ans avant d'entreprendre un curage important et à ne le reprendre qu'après s'être assuré que les conditions physico-chimiques (dérive sablonneuse élevée, p. ex.) et les possibilités de nourriture répondent aux besoins des alevins. Cette analyse de la situation doit également précéder le repeuplement du bassin avec les poissons qui y avaient été capturés; les exigences de qualité sont cependant moindres pour ces derniers, car ils sont en général plus âgés et se sont déjà adaptés au milieu. Dans tous les cas, il faut toujours réintroduire des alevins ayant déjà séjourné dans le bassin, ce qui suppose d'en capturer avant le curage.

r, Mesures techniques

En plus des considérations statiques et topographiques du barrage (cf. chapitre 31, l'opération de curage proprement dite - la façon dont elle se déroule e t le moment où elle a lieu - a une influence déterminante sur le type et l'ampleur des incidences écologiques, notamment les dommages subis par les poissons. II faut en particulier veiller à ouvrir et refermer lentement les vannes, afin de s'assurer que les poissons et les macro-invertébrés à l'aval du barrage aient suffisamment de temps pour réagir, que ce soit pour trouver un abri lorsque le débit augmente ou pour émigrer dans le lit principal (résiduel) de la rivière lorsque le débit diminue. Pour cela, il peut être nécessaire - selon la morphologie du lit - de ralentir le débit pendant plusieurs heures, de manière que les individus qui se seraient réfugiés dans les bords puissent aller s'abriter ailleurs. La réaugmentation du débit peut - et devrait - être combinée avec une période de rinçage assez longue. Ces rinçages, effectués avec de l'eau claire contenant un minimum de matières en suspension, nettoient le lit de la rivière et favorisent le repeuplement.

ConsBquences Bcologiques des curages de bassins de retenue

b Comment mener une étude de suivi

Les études de suivi ont pour but d'acquérir des données sur les objets analysés, mais également des connaissances sur les opérations de curage en général, afin d'en améliorer . l'exécution à l'avenir. Elles permettent en oufre d'établir la véracité des faits, notamment " par le biais d'inventaires dressés avant et après le curage. Le tableau ci-après donne un apercu des principaux paramètres à recenser et du moment où ils doivent l'être.

Tab. 6.2: Programme des analyses à effectuer lors de suivis de curage; les objets (lit de la rivière en aval du bassin, éventuelles zones alluviales touchées et lacs situés en aval) doivent Atre désignés au préalable (cf. caractérisation du système aquatique).

7 . Bibliographie

7 Bibliographie

La liste ci-dessous contient les ouvrages cités dans le texte (en gras) ainsi que d'autres sources qui ont été utilisées pour rédiger le présent rapport.

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Conséquences écologiques des curages de bassins de retenue

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